Ministerul Transporturilor, Construciilor i Turismului

Ministerul Transporturilor, Construciilor i Turismului

Reglementare tehnicdin 19 aprilie 2004"Ghid privind proiectarea sistemelor de consolidare a pereilor din zidrie prin cmuiri armate cu grile polimerice", indicativ GP-100-04Publicat n Monitorul Oficial, Partea I nr. 780 bis din 25 august 20041. PREVEDERI GENERALE1.1. Prezentul ghid stabilete prevederile generale de alctuire i de calcul a structurilor din zidrie portant reabilitate prin cmuiri armate cu grile polimerice. Prevederile ghidului se refer n principal la structuri pentru construcii de locuine, social-culturale, construcii industriale i agro-zootehnice cu alctuire asemntoare.

1.2. Prevederile cuprinse n prezentul ghid se aplic i la zidriile din blocuri mici din beton cu agregate uoare i la cele din blocuri mici i plci din beton celular autoclavizat degradate, n msura n care soluiile de consolidare descrise sunt necesare i suficiente.

1.3. Ghidul, nu se refer la construciile tehnologice din zidrie cum sunt: couri de fum independente, cuptoare industriale, etc.1.4. Respectarea msurilor constructive din prezentul ghid nu anuleaz obligaiile proiectantului de a verifica prin calcule inginereti rezistena, rigiditatea i stabilitatea elementelor structurale consolidate.1.5. La alctuirea i calculul soluiilor de consolidare a pereilor structurali din zidrie, prin cmuiri armate cu grile polimerice, se vor avea n vedere i specificaiile urmtoarelor norme:- STAS 10109/1-82 "Lucrri de zidrie. Calculul i alctuirea elementelor";- STAS 10107/0-90 "Calculul i alctuirea elementelor structurale din beton, beton armat i beton precomprimat";- "Normativ pentru proiectarea antiseismic a construciilor de locuine, social culturale, agro-zootehnice i industriale", indicativ P100-92;- "Normativ privind alctuirea, calculul i executarea structurilor din zidrie", indicativ P2-85;- "Cod pentru proiectarea construciilor cu perei structurali de beton armat", indicativ P85-96;- "Instruciuni tehnice privind compoziia i prepararea mortarelor de zidrie i tencuial", indicativ C17-82;- "Cod de practic pentru executarea lucrrilor din beton, beton armat i beton precomprimat", indicativ NE012-99.2. MATERIALE2.1. n piesele scrise i desenate ale proiectului de execuie se vor preciza urmtoarele caracteristici ale materialelor prevzute pentru:- lucrri de reparaii locale care se impun (injectri, coaseri de fisur, rezidiri etc.);- lucrri de cmuire propriu-zise.astfel:- tipul calitatea i marca crmizilor sau a blocurilor;- tipul i marca mortarului - eventualii aditivi care se vor utiliza;- tipul i clasa betoanelor - eventualii aditivi care se vor utiliza;- tipul i marca oelului beton;- tipul i caracteristicile fizico-mecanice ale plaselor de armare tip TENSAR.2.2. Caracteristicile fizico-mecanice ale materialelor care particip att n calculul static de rezisten, de rigiditate, de stabilitate i n calculul de armare, ct i la execuia propriu-zis a lucrrilor de consolidare, vor fi apreciate astfel:- pentru materiale nou introduse n oper, conform prevederilor normativelor n vigoare la data execuiei proiectului, specifice fiecrui tip de material n parte (pct. 1.5);- pentru materiale existente n structur, conform determinrilor distructive i nedistructive de laborator i a specificaiilor expertizelor tehnice;- pentru plasele de armare tip TENSAR, datele de proiectare necesare vor fi preluate din cataloagele de produs emise de ctre firma specializat n fabricaie.Prevederi suplimentare pentru materialul "beton" (recomandabil n cmuiri, elemente nglobate n zidrie - centuri, buiandrugi, stlpiori etc.):- Clasa minim de beton de cmuire va fi C8/10.Prevederi suplimentare pentru materialul "mortar":- Marca minim de mortar utilizat va fi M 100.Prevederi suplimentare pentru materialul "oel-beton":- Tipurile i mrcile de armtur din oel utilizate n lucrrile de consolidare, vor fi urmtoarele: pentru armturi suplimentare de rezisten oel-beton OB 37 i PC 52, conform STAS 438/1-80 "Oel beton laminat la cald. Mrci i condiii generale de calitate"; pentru armturi constructive: oel-beton OB 37 i OB 30, conform STAS 438/1-80 i STNB conform STAS 438/2-80.Utilizarea armturilor din STNB va fi, pe ct posibil, restrns sau evitat.3. PRINCIPII DE CONSOLIDARE A PEREILOR STRUCTURALI DIN ZIDRIE

3.1. Comportarea pereilor structurali din zidrie, supui la aciunea combinat a sarcinilor verticale i orizontale (grupare fundamental i grupare special) poate fi mbuntit prin consolidare i nglobarea n zidrie a unor: stlpiori din beton armat, dac este posibil; centuri din beton armat, dac este posibil; armturi suplimentare dispuse n rosturile orizontale ale zidriei.Prin alctuire constructiv i poziionare a elementelor menionate se pot obine efecte locale sau de ansamblu, favorabile comportrii structurii n ansamblu.3.2. Stlpiorii din beton armat turnai naintea executrii consolidrii n ansamblu, prin cmuire, i care conlucreaz cu pereii structurali sunt prevzui pentru:- Sporirea capacitii portante i a stabilitii pereilor la ncrcri verticale (stlpiorii se vor poziiona n pereii structurali cu ncrcri mari, a cror grosime nu poate fi modificat din motive arhitecturale, funcionale etc.);- Creterea rezistenei peretelui, a rigiditii, a ductilitii i a capacitii sale de disipare a energiei comparativ cu peretele din zidrie simpl; efecte avantajoase ale nrmrii zidriei se obin la panouri cu raportul dintre lungime i nlime cuprinse ntre 1,0 - 2,0;Poziia stlpiorilor rezult dintr-un calcul static iterativ i este funcie de gradul de protecie antiseismic, categoria de structur i nlimea cldirii. Alctuirea stlpiorilor din beton armat se va face innd seama de urmtoarele:- laturile seciunii stlpiorilor vor fi corelate cu grosimea pereilor structurali n care sunt turnai, dar aria seciunii nu va depi 900 cm2; se va utiliza, de regul, beton de clas minim C8/10;- Armarea longitudinal a stlpiorilor se va efectua, de regul, cu bare din oel-beton PC 52, rezultate din calcul; procentul minim de armare nu va depi 1,2% din seciunea de beton a stlpiorului;- Etrierii vor fi prevzui n mod curent din bare de oel OB 37 6 mm/20 cm, ndesii, de regul, la 10 cm n zonele de nndire a barelor longitudinale, precum i la partea superioar a stlpiorilor pe o lungime de cel puin 50 cm;- La construciile cu grad de protecie antiseismic mai mare sau egal cu 7, nndirea barelor longitudinale ntinse se va face prin suprapunere, lungimea minim de suprapunere fiind egal cu 40 de diametre (barele din oel-beton OB 37 vor fi terminate cu ciocuri). Nu se vor nndi prin suprapunere, n aceeai seciune, mai mult de 30% din barele ntinse. Ancorarea barelor n centura ultimului nivel se va face pe o lungime de 20 diametre.- La nivelul planeelor, stlpiorii vor fi legai monolit cu centurile din beton armat, necesar a fi dispuse n acest caz.4. CALCULUL STRUCTURILOR DIN ZIDRIE CMUIT LA ACIUNI ORIZONTALE(SEISMICE)

4.1. Calcul de deformabilitate4.1.1. Caracteristici mecaniceValorile de calcul ale rigiditii elementelor structurale cmuite cu grile tip TENSAR sunt relevate n tabel 4.1., conform alurii curbei caracteristice adoptat n proiectare:

STRI LIMIT - CURBE CARACTERISTICE - CONSOLIDRI CU GRILE POLIMERICE- TENSAR SS 40 - Tabel. 4.1.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------- |STLPIORI | Tip | Relaii |Sigma(ced.med.)| Epsilon(ced.med.) |E(iniial)| E(ced.) || |constructiv | | [daN/cm2] | [0/00] |[daN/cm2] | [daN/cm2] ||-----------+------------+--------------------+---------------+--------------------+----------+-----------|| | |sigma(ced.med.)= | | | | || | Zidrie |sigma(max) | | | | || | simpl |sigma(e)= | 65 | 2,25-2,75 | 32.500 | 24.000 || | |0,75 sigma(ced.med.)| | | | || | |epsilon(e)= 0,60 | | | | || | |epsilon(ced.med.) | | | | || Fig. 1 | | | | | | || | |sigma(ced.)= | 68 | 2,75-3,50 | 36.000 | 26.000 || | |sigma(max) | | | | || |Zidrie slab|sigma(e)=0,60 | | | | || | armat |sigma(ced.med.) | | | | || | |epsilon(e)= 0,50 | | | | || | |epsilon(ced.med.) | | | | ||-----------+------------+--------------------+---------------+--------------------+----------+-----------|| | | | sigma(max.) |epsilon[sigma(max.)]|E(iniial)|E(ced.med.)||-----------+------------+--------------------+---------------+--------------------+----------+-----------|| | Zidrie |sigma(ced.med.)= | | | | || | puternic |0,83 sigma(max) | 75 | 2.5 | 38.000 | 11.000 || | armat |epsilon(ced.)=(4-6) | | | | || Fig. 2 | |epsilon[sigma(max)] | | | | || | Zidrie |sigma(ced.med.)= | | | | || | puternic |0,95 sigma(max.) | 85 | 3.25 | 42.000 | 13.000 || | armat i |epsilon(ced)= | | | | || | confinat |(3-5)epsilon(sigma) | | | | |--------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------+---------------------- | PERETE | | Relaii | sigma(max.) |epsilon[sigma(max.)]|E(iniial)| E(ced.) || PORTANT | | | [daN/cm2] | [0/00] |[daN/cm2] | [daN/cm2] ||COMPRESIUNE| | | | | | ||-----------+------------+--------------------+---------------+--------------------+----------+-----------|| | |sigma(ced.)= | | | | || | |sigma(max) | | | | || | |epsilon(ced.)= | | | | || Fig. 3 | Zidrie |epsilon[sigma(max)] | 84 | 3 | 81.000 | 25.000 || | simpl |sigma(e)= | | | | || | |0,75 sigma(ced.) | | | | || | |epsilon(e)= | | | | || | |0,25 epsilon(ced.) | | | | |--------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------------------------- | | Zidrie |sigma(ced.)= | | | | || | armat |sigma(max.) | 100 | 4 | 83.000 | 28.000 || | |sigma(e)= | | | | || Fig. 4 | |0,333 sigma(ced.) | | | | || | |sigma(ep)= | | | | || | |0,666 sigma(ced.) | | | | || | Zidrie |epsilon(c)= | | | | || | armat |0,1 epsilon(ced.) | 98 | 3,5 | 74.000 | 22.500 || | cmuit |epsilon(ep)= | | | | || | |0,25 epsilon(ced.) | | | | || | | | | | | || | Zidrie |sigma(e)= | | | | || | puternic |0,75 sigma(max.) | | | | || | armat i |sigma(ep)= | 103 | 3,2-8 | 90.000 | 34.000 || | confinat |sigma(max.)= | | | | || | |sigma(ced.) | | | | || | |epsilon(e)= | | | | || | |(0,1-0,15) | | | | || | |epsilon(ced.) | | | | || | |epsilon(ep)= | | | | || | |(0,25-0,3) | | | | || | |epsilon(ced.) | | | | |--------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------------------------- | EFORTURI PRINCIPALE | Relaii | Tau(max.) | Tau(ced.) |G(iniial)| G(ced.) || | | [daN/cm2] | [0/00] |[daN/cm2] | [daN/cm2] ||------------------------+--------------------+---------------+--------------------+----------+-----------|| | |tau(ced.)=tau(max) | | | | || | |tau(e)= 0,50 | 8 | 8 | 21.000 | 9.500 || | |tau(ced.) | | | | || Fig. 5 | Zidrie |lambda(e)= | | | | || | simpl |(0,03-0,1) | | | | || | |epsilon(ced.) | | | | || | |lambda(ced.)= | | | | || | |(0,11) epsilon(ced.)| 14 | 14 | 26.000 | 13.000 || | | | | | | || | Zidrie |tau(ced.)= tau(max.)| | | | || | armat |tau(e)= 0,77 | | | | || | |tau(ced.) | | | | || | |lambda(e)= 0,15 | | | | || | Zidrie |epsilon(ced.) | | | | || | cmuit |lambda(ced.)= | 13 | 13 | 17.200 | 8.600 || | |0,18 epsilon(ced.) | | | | ||-----------+------------+--------------------+---------------+--------------------+----------+-----------|| | |tau(ced.)= | | | | || | Zidrie |0,76 tau(max.) | | | | || | puternic |lambda(e)= | | | | || Fig. 6 | armat i |lambda[tau(max.)]= | 14,5 | 11,00 | 26.300 | 18.300 || | confinat |0,35 epsilon(ced.) | | | | || | |lambda(ced.)= | | | | || | |0,27 epsilon(ced.) | | | | |---------------------------------------------------------------------------------------------------------

4.2. Calcul de rezisten4.2.1. Noiuni generale4.2.1.1. Calculul structurilor la aciuni orizontale este elaborat n baza elementelor teoretice i experimentale cunoscute pn n prezent, conform celor menionate n normativul P2 - 85; prevederile prezentului ghid vor putea fi mbuntite treptat, pe msur ce se vor elabora noi date de fundamentare privind comportarea n timp a acestui sistem structural. Se pot aplica i alte moduri de calcul dect cele indicate n prezentul ghid, n baza unei justificri corespunztoare.4.2.1.2. Structurile din zidrie portant, cmuit pot fi calculate la aciunea sarcinilor orizontale, utilizndu-se urmtoarele moduri de lucru: Calculul capacitii de rezisten la ncrcri orizontale, att a elementelor componente ale cldirii ct i a ansamblului construit i compararea acesteia cu solicitarea orizontal de calcul. Acest mod de calcul se poate aplica structurilor etajate cu compartimentare deas sau rar, alctuite n conformitate cu prevederile cap. 3 - 5 din normativul P2 - 85. Calculul cu conlucrare spaial, la care solicitrile aferente pereilor se determin n funcie de rigiditatea relativ a acestora, de modul de dispunere a elementelor n structur, de repartiia ncrcrilor pe nivele, cu evaluarea implicit a efectului torsiunii generale - metoda utilizat n programele de calcul spaial automat - este recomandat.4.2.1.3. Structurile din zidrie portant cmuite vor fi calculate la aciunea forelor seismice, determinate conform normativului P100 - 92. Aceste structuri nu trebuie calculate la aciunea vntului.4.2.2. Ipoteze de calculMetoda de calcul la capacitate portant se bazeaz pe urmtoarele ipoteze: planeele au o rigiditate suficient n planul lor pentru a putea redistribui ncrcrile, dup ce un element sau mai multe elemente au atins valoarea capacitii de rezisten, lucrnd n continuare n domeniul plastic; prin redistribuirea ncrcrilor pot fi antrenate elementele care posed, nc, rezerve de rezisten; efectele neconcordanei dintre comportarea efectiv i ipotezele fcute asupra redistribuirii ncrcrilor, ca de exemplu ieirea din lucru a unor elemente slabe nainte de intrarea acestora n domeniul de comportare postelastic sau aprecierea acoperitoare a indeformabilitii planeelor etc. se corecteaz printr-un coeficient al condiiilor de lucru; se consider faptul c elementele din beton armat nglobate n zidrie conlucreaz cu aceasta, afectndu-se rezistena zidriei cu un coeficient al condiiilor de lucru m(z) = 0,85, prin care se consider diferena de rigiditate a materialelor; la pereii cu goluri de ui i ferestre, se ia n calcul efectul favorabil al buiandrugilor conform specificaiilor normativului P2-85; n cazul utilizrii unui program de calcul spaial automat, acest efect este considerat implicit prin definirea modelului de structur.4.2.3. Schema de calculFiecare element (montant) delimitat din structura spaial se consider c lucreaz ca o consol vertical ncastrat la baz, solicitat de fore orizontale, avnd la nivelul planeului legturi cu celelalte elemente (montani).Dimensiunile n plan ale pereilor structurali (ale montanilor) se stabilesc separat pe fiecare din direciile principale ale structurii (transversal i longitudinal), inndu-se seama de dimensiunile limit pentru tlpile seciunilor n form de I, T, L, relevate n fig. 4.2.3.1.Linia de ncastrare a pereilor structurali se consider situat la nivelul superior al fundaiilor pentru cldiri cu subsol, sau al soclului pentru cldiri fr subsol. n cazul n care structura subsolului are o rigiditate mult mai mare dect suprastructura, nivelul de ncastrare a pereilor structurali se consider la nivelul planeului peste subsol.Calculul se execut, de regul, la fiecare nivel. Se admite, n cazuri justificate (de exemplu la structuri cu compartimentare deas, uniform alctuit), s se efectueze calculul numai pentru nivelul de baz.La proiectarea pereilor structurali din zidrie cmuit, de regul, se va avea n vedere satisfacerea unor condiii care s confere acestor elemente (n ansamblu) un plus de ductilitate, capabil s permit dezvoltarea unui eventual mecanism favorabil de disipare a energiei seismice.(Delta)b(i) = 0,4*h(etaj)b1 = b2 = 2*b*h*R(t) (4.2.3.1.) asigurarea unor lungimi de ancorare i a unor lungimi de suprapunere la nndire suficiente pentru armturile longitudinale i transversale ale elementelor structurale; prevederea unor procente de armare suficiente n zonele ntinse pentru asigurarea unei comportri caracteristice elementelor din beton armat.Condiiile de dimensionare i cele de alctuire constructiv se difereniaz n conformitate cu prevederile P100 - 92 i STAS 10107/0-90, n funcie de zona seismic de calcul, precum i de categoria (elemente participante sau neparticipante la aciuni seismice) i de clasa (a, b sau c) din care face parte elementul.Condiiile menionate se difereniaz ntre zonele n care se ateapt producerea unor deformaii plastice ("zone plastice poteniale") i restul zonelor aparinnd unui anumit element structural.Zonele plastice, n cazul pereilor structurali, sunt considerate urmtoarele: la rigle de cuplare ntreaga deschidere liber (lumina); la perei structurali (izolai sau cuplai), zona de la baza acestora, avnd lungimea:

l(p) = 0,4*h + 0,05*H (4.2.3.2)n cazul cldirilor etajate, aceast lungime se rotunjete n plus la un numr ntreg de niveluri, dac limita zonei plastice astfel calculat depete nlimea unui nivel cu mai mult de 0,2*H(nivel) i n minus, n caz contrar. Zona de la baza peretelui structural delimitat n acest mod i avnd cerine de alctuire specifice, este denumit n prezentul ghid, zona A; restul peretelui, cu solicitri mai mici i cerine de alctuire reduse fa de cele ale zonei A, este denumit zona B (fig. 4.2.3.2.).4.2.4. Valorile eforturilor secionale de dimensionare4.2.4.1. Valorile de dimensionare M(r) ale momentelor ncovoietoare n seciunile orizontale ale pereilor structurali se determin cu relaiile: n suprastructur (deasupra marginii superioare a infrastructurii sau a fundaiei, dup caz):

M(r) = k(M)*M(s) z), rezult compresiune excentric cu mare excentricitate. Dac excentricitatea "e" a forei Nr este ("e" < z), rezult compresiune excentric cu mic excentricitate.4.2.5.2. Compresiune excentric cu mare excentricitateSe verific prin faptul c (csi)(z) < 0,55 sau, respectiv:

A(z)(5,3 c) < 0,40 i e < z(5,4)n stabilirea formulelor (5.1.) i (5.2.) a fost acceptat cazul n care armtura A'a atinge limita de curgere Ra, la ruperea elementului.Se presupune, astfel, c armtura A'a este dispus deasupra rezultantei forelor de compresiune din beton, notat D(b):

a'= (2*a'/h(0b)) (4.2.5.2.1.)Se recomand armare simetric:Conform formulei (4.2.5.1.2.) se determin valoarea (csi)(z) i apoi A(z), A(b), S(cz), i S(cb).Acestea fiind cunoscute, se obin cu formula (4.2.5.1.1.) seciunile de armare A'a = Aa. n calculul seciunilor dublu armate, este necesar respectarea condiiei:

(csi)(b) >= 2*a'/h(0b)Dac, aceast condiie nu este verificat n finalul calculului de armare, seciunea de armtura A'a = Aa va fi micorat pn cnd se va respecta inegalitatea de mai sus.n aceste condiii:

e = e5 + h/2 - a = M(r)/N(r) + h/2 - a, i: (4.2.5.2.2.)N(r) = A(cz)*R(Iz) + A(cb)*R(Ib) = x*(b(z)*R(Iz) + b(b)*R(Ib)) (4.2.5.2.3.)Dac se impune: (csi)(b)*h(0b)*b(b)*R(Ib) = (csi)(z)*h(0z)*b(z)*R(Iz) i, (h(0b) = h(0z), (csi)(b) = (csi)(z)), rezult:

b(b) = (b(z)*R(Iz))/R(Ib) (4.2.5.2.4.)n cazul armrii simetrice, A'a = Aa i se determin valoarea (csi)(z) din ecuaia (4.2.5.1.2.),n care (csi)(z) = (csi)(b):

N(r) = A(cz)*R(Iz) + A(cb)*R(Ib) = (csi)(z)*h(0z)*b(z)*R(Iz) +(csi)(b)*h(0b)*b(b)*R(Ib) (4.2.5.2.5.)i astfel:

(csi)(z) = N(r)/[h(0z)*(b(z)*R(Iz) + b(b)*R(Ib)] (4.2.5.2.6.)cu limitarea (csi)(z) = -----h(0b)Determinarea seciunilor de armtur se efectueaz astfel:- se impune valoarea (csi)(z) i se determin A'a diferit de Aa cu relaia (4.2.5.4.1.):

Mr - Scz*Riz + Scb*RibA'a = ---------------------- (4.2.5.4.5.)Ra*(h(ob) - a')Se determin seciunea armturii Aa cu formula (4.2.5.4.2.):

Acz*Riz + Acb*RibAa = A'a + ----------------- (4.2.5.4.6.)RaSeciunea minim total a armturilor (A'a + Aa) se obine atunci cnd:

h(0b) + a' a' (csi)(z) = ---------- = 0,50*|1 + -----|