p100-3 Anexa F-Indrumator Consolidare

7/22/2019 p100-3 Anexa F-Indrumator Consolidare

1/251

1-1

ANEXA F (informativ)NDRUMTOR DE REABILITARE SEISMIC A CLDIRILOR EXISTENTE

F.1 Introducere

F.1.1 Coninut i domeniu de aplicare

1.1.1 ndrumtorul de reabilitare seismic a cldirilor existente cuprinde prevederi deproiectare a interveniilor la construcii afectate de aciuni seismice sau la construciicu vulnerabilitate seismic.

1.1.2 ntocmirea proiectului de intervenie se va baza pe concluziile raportului de evaluareseismic a construciei, care identific deficienele structurale i nestructurale, istabilete clasa de risc seismic n care se ncadreaz aceasta.

1.1.3 Prevederile prezentului ndrumtor sunt aplicabile structurilor de cldiri din beton

armat, oel, lemn sau zidrie, precum i componentelor nestructurale din acesteconstrucii.

1.1.4 ndrumtorul se refer la elementele de concepie general a interveniei i conineindicaii pentru alegerea soluiilor i tehnicilor de consolidare. Avnd n vederevarietatea practic nelimitat a condiiilor seismice, a tipurilor de construcii i atipurilor de deficiene, ndrumtorul stabilete n special principiile msurilor deintervenie, descriind un numr limitat de soluii, cu o aplicabilitate mai larg peconsiderente de eficien, condiii de execuie i economicitate.Soluiile prezentate n ndrumtor trebuie considerate ca un set de msuri minimale,fiind posibil aplicarea i a altor soluii care s respecte principiile de baz ale

proiectrii seismice.

1.1.5 ndrumtorul nu trateaz proiectarea de detaliu a lucrrilor de consolidare.

1.1.6 Prezentul ndrumtor este alctuit dup cum urmeaz:

F.1 INTRODUCERE

F.1.1 Coninut i domeniu de aplicareF.1.2 Obiective de performan. Stri limitF.1.3 Terminologie

F.2 BAZELE ALEGERII SOLUIILOR DE INTERVENIEF.2.1 Criterii pentru alegerea soluiilor de intervenieF.2.2 Opiuni pentru strategia de intervenieF.2.3 Alte strategii posibileF.2.4 Soluii pentru corectarea deficienelor de alctuire a structurii

F.3 PROCEDEE DE INTERVENIE PENTRU CLDIRI CU STRUCTURA DEBETON ARMATF.3.1 Tipuri de interveniiF.3.2 Reparaii la structurile de beton armatF.3.3 Tipuri de consolidare pentru structuri de beton armat


2/251

1-2

F.3.4 Consolidarea structurilor n cadre de beton armatF.3.5 Lucrri de consolidare a structurilor n cadre de beton armat cu panouri deumplutur din zidrieF.3.6 Consolidarea structurilor cu perei de beton armatF.3.7 Intervenii asupra planeelorF.3.8 Tehnici de consolidare a fundaiilor

F.3.9 Recomandri de proiectare pentru lucrrile de consolidare a elementelorstructurale de beton armat

F.4 PROCEDEE DE INTERVENIE PENTRU CLDIRI CU STRUCTURA DEOELF.4.1 Principii de bazF.4.2 Tipuri de intervenieF.4.3 ReparaiiF.4.4 Consolidri

F.5 PROCEDEE DE INTERVENIE PENTRU CLDIRI CU STRUCTURA DIN

ZIDRIEF.5.1 Obiect i domeniu de aplicareF.5.2 Categoriile i scopul lucrrilor de intervenie pentru reducerea riscului seismic alcldirilor din zidrieF.5.3 Alegerea categoriei lucrrilor de intervenieF.5.4 Calculul i verificarea lucrrilor pentru reducerea riscului seismicF.5.5 Lucrri de reparaieF.5.6 Lucrri de consolidare

F.6 PROCEDEE DE INTERVENIE PENTRU CLDIRI CU STRUCTURA DINLEMNF.6.1 Criterii pentru alegerea soluiei de intervenieF.6.2 Principii de baz privind stabilirea soluiilor de intervenieF.6.3 Tipuri de intervenieF.6.4 Evaluarea degradrilor nregistrate pe durata exploatriiF.6.5 Intervenii asupra planeelor de lemnF.6.6 Consolidarea arpantelorF.6.7 Consolidarea elementelor structurii verticale a construciilor de lemn (stlpi,

perei)

F.7 PROCEDEE DE INTERVENIE PENTRU COMPONENTELE

NESTRUCTURALE DIN CLDIRIF.7.1 Obiect i domeniu de aplicare.F.7.2 Scopul reducerii riscului seismic al CNSF.7.3 Criterii generale pentru alegerea i verificarea soluiei de intervenieF.7.4 Definirea cerinelor de performan seismic ale cldirii dup reabilitarea seismicF.7.5 Stabilirea nivelurilor de performan ale CNS n concordan cu cerinele de

performan ale cldiriiF.7.6 Inventarierea CNSF.7.7 Evaluarea vulnerabilitii i a riscului seismic al CNSF.7.8 Ordinea de prioritate a lucrrilor de reabilitare seismic a CNSF.7.9 Categorii de lucrri de intervenie i criterii pentru alegerea acestora

F.7.10 Procedee specifice de intervenie pentru diferite categorii de CNS


3/251

1-3

F.8 REABILITAREA SEISMIC A CLDIRILOR FOLOSIND SISTEME DEDISIPARE A ENERGIEI

F.8.1 IntroducereF.8.2 Cerine generaleF.8.3 Modelarea elementelor de disipare a energieiF.8.4 Spectrul de rspuns elastic pentru diferite fraciuni din amortizarea criticF.8.5 Cerine suplimentare

F.9 REABILITAREA SEISMIC A CLDIRILOR PRIN IZOLAREA SEISMIC ABAZEI

F.9.1 Aspecte generale. Domeniu de aplicareF.9.2 Obiective de performanF.9.3 Oportunitatea introducerii izolatorilor seismiciF.9.4 Probleme specifice de proiectareF.9.5 Metodologia de proiectare i calcul a interveniei bazate pe izolare seismic

F.1.2 Obiective de performan. Stri limit

1.2.1 ndrumtorul urmrete, n acord cu concepia de proiectare seismic stabilit n P100-1/2006, dou obiective de baz ale performanei seismice: sigurana vieii i, respectiv,limitarea degradrilor.

1.2.2 Obiectivul de baz Sigurana vieii se asociaz, din punct de vedere al niveluluihazardului seismic, cu cutremurul cu intervalul mediu de recuren IMR = 100 ani iare n vedere, n principal:- limitarea substanial a deformaiei structurale fa de deformaia la care intervine

prbuirea, pentru ca vieile oamenilor s fie protejate;- limitarea degradrilor pn la un nivel la care construcia rmne reparabil n

condiii economice;- asigurarea cilor de ieire din cldire;- prevenirea accidentrii sau pierderii vieii oamenilor datorit desprinderii i

prbuirii unor componente nestructurale (perei despritori, cornie, atice,geamuri sau panouri opace ale faadelor cortin etc.).

Din punct de vedere practic, acest obiectiv de performan se consider atins dac suntsatisfcute verificrile impuse de P100-1/2006 pentru starea limit ultim (ULS)

pentru nivelul minim al aciunii seismice precizat n P100-3/2008, 8.4.

1.2.3 Obiectivul de bazLimitarea degradrilor se asociaz, din punct de vedere alnivelului hazardului seismic, cu cutremurul cu intervalul mediu de recuren IMR = 30ani i are n vedere, n principal, limitarea degradrilor elementelor nestructurale,astfel nct repararea acestora s nu afecteze semnificativ utilizarea cldirilor.Din punct de vedere practic, acest obiectiv de performan se consider atins dac suntsatisfcute verificrile impuse de P100-1/2006 pentru starea limit de serviciu (SLS)

pentru un nivel al aciunii seismice redus n raport cu cel definit la (1.2.2) prin factorul definit la 4.6.3.2 din P 100-1/2006.

1.2.4 Diferenierea msurilor de consolidare pentru a obine grade de asigurare sporite,

pentru construcii din clasele I i II de importan expunere la cutremur, se realizeaz


4/251

1-4

prin amplificarea valorii de proiectare a acceleraiei terenului, ag, cu valoarea I > 1 afactorului de importan.

1.2.5 n cazul construciilor cu importan deosebiti ori de cte ori proprietarii cldirilorintenioneaz s realizeze un nivel sporit de asigurare se pot avea n vedere i alteobiective de performan dect cele de baz, asociate unor cutremure caracterizate de

alte valori ale IMR. Procedura de verificare a cldirilor la diferitele stri limitselectate pe baza conceptelor proiectrii seismice bazate pe performan esteprezentat n anexa A din P100-3/2008.

1.2.6 Prevederile ndrumtorului au n vedere considerarea unei construcii individuale acrei vulnerabilitate la aciuni seismice a fost stabilit prin evaluarea acesteia pe bazaP100-3/2008.n msura n care construcia aparine unei anumite tipologii bine definite, de exemplu,a fost realizat pe baza unui proiect tip, aplicat de numeroase ori, soluiile deintervenie stabilite pentru un exemplar din seria de construcii similare pot fi luate nconsiderare i la stabilirea soluiilor pentru celelalte, dac condiiile locale la

amplasament sunt similare (natura terenului de fundare, condiiile seimice, tipul defundaie etc.).

1.2.7 Soluiile de consolidare la nivel de principiu sunt prezentate n raportul de evaluare(expertiz) seismic, ntocmit pe baza prevederilor P 100-3/2008. Fezabilitatea ieficiena soluiilor propuse sunt fundamentate de un calcul structural suficient dedetaliat pentru acest scop.

1.2.8 Necesitatea i nivelul msurilor de intervenie se stabilesc pe baza prevederilor de la8.4 din P100-3/2008, funcie de clasa de importani expunere la cutremur, de clasade risc seismic i de durata viitoare de exploatare a cldirilor.

F.1.3 Terminologie

Lucrrile de intervenie de diferite naturi sunt definite n diferite moduri n documentelenormative din diferite ri, ca i n literatura de specialitate.n cadrul prezentului ndrumtor, diferiii termeni sunt utilizai cu urmtoarele semnificaii:

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

- Reparaie: refacerea sau nnoirea oricrei pri degradate sau avariate a unei construciicu scopul de a obine acelai nivel de rezisten, rigiditate i/sau ductilitate, cu cel anteriordegradrii;

- Remodelare: refacerea sau nnoirea oricrei pri a unei construcii avnd ca efectschimbarea funciunii sau a gradului de ocupare;

- Intervenie (structural sau/i nestructural): concept care include termeni deconsolidare, reparaie si remodelare;


5/251

1-5

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

- Reabilitare seismic : totalitatea msurilor prin care se obine ridicarea pn la limiteconsiderate ca suficiente a performanelor seismice poteniale ale unei cldiri vulnerabile din

punct de vedere seismic.


6/251

2-1

F.2. BAZELE ALEGERII SOLUIILOR DE INTERVENIE

F.2.1 Criterii pentru alegerea soluiilor de intervenie

(1) Decizia de a interveni i alegerea strategiei i a tehnicilor de intervenie trebuie s sebazeze pe mai multe criterii, care au n vedere:

(i) Caracterizarea cuprinztoare a aciunii seismice pe amplasament. Aceasta include: identificarea surselor de hazard seismic; identificarea principalelor componente de hazard seismic pentru cldirile

investigate, innd seama i de vulnerabilitatea acestora (amplitudinea icomponena de frecvene a micrii terenului);

sursele induse de hazard (de exemplu, susceptibilitatea la lichefiere a terenului,destabilizarea terenurilor n pant, etc.).

(ii) Caracterizarea funcional a cldirii: precizarea tipului de cldire, a funciunii, a vrstei acesteia; perioada de exploatare ulterioar; cerinele arhitecturale de diferite tipuri; gradul de ocupare.

(iii) Caracterizarea siguranei cldirii fa de aciunile de exploatare, n special a celorseismice vulnerabilitatea structural; vulnerabilitatea elementelor nestructurale, a instalaiilori echipamentelor.Stabilirea vulnerabilitii construciei sub diferite aspecte reprezint obiectivuloperaiei de evaluare seismic.

(iv) Stabilirea nivelurilor de performan necesar (sigurana vieii, limitarea degradrilori, eventual, ocupana imediat, prevenirea prbuirii) funcie de clasa de importaniexpunere la cutremuri importana construciei.

(v) Posibilitile economice, tehnologice, de resurse de diferite tipuri.(vi) Gradul de afectare a funciunii construciei pe durata executrii lucrrilor (de exemplu,

prin necesitatea de a evacua cldirea).

(vii) Posibilitile concrete de execuie pe amplasament referitoare la amenajareaantierului, a acceselor pe reeaua stradal public, a spaiilor necesare montriimacaralelor etc.

(2) n cadrul expertizei sau al studiului de fezabilitate, dup caz, se vor analiza dou sau maimulte scheme alternative de intervenie. Pentru fiecare din acestea, se evalueaz reducereavulnerabilitii fa de sursele de hazard seismic pe amplasament i se selecteaz cea maieficient soluie pe baza celor mai importante criterii pentru cazul considerat.Calculele structurale i de dimensionare ale elementelor de consolidare se vor face curespectarea modelelor i metodelor din P100-1/2006 i a regulilor suplimentare date n

prezentul ndrumtor.


7/251

2-2

F.2.2Opiuni pentru strategia de intervenie

(1) Alegerea unei strategii de intervenie corecte este condiionat de nelegerea ct maicomplet a deficienelor individuale ale elementelor structurale i nestructurale, a efectuluicombinat al acestora asupra mecanismului comportrii seismice a cldirii, precum i adeficienelor de ansamblu privind rezistena, deformabilitatea, redundana i regularitatea

structural.Msurile de intervenie trebuie s fie corelate cu gradul de afectare (degradare) a materialelor,ca efect al unor cutremure pe care le-a suportat construcia, al altor aciuni de exploatarespecifice, al unor tasri difereniale ale terenului sau al unor factori de mediu.Identificarea deficienelor de rezisten i deformabilitate, a deficienelor de alctuireindividuali de ansamblu, a strii de degradare este realizat n cadrul evalurii seismice prinverificarea listelor de condiii specifice construciei i stabilirea valorilor indicatorilor R1, R2i R3 din P100-3/2008.

(2) Msurile de intervenie urmresc s elimine sau s reduc semnificativ deficienele dediferite naturi ale structurii i ale componentelor nestructurale i, prin aceasta, s se obin

condiia de siguran: cerina seismic capacitatea construciei.Strategia de intervenie se poate baza pe:- reducerea cerinelor seismice;- mbuntirea caracteristicilor mecanice cu care este nzestrat construcia;- msuri combinate.

(3) Reducerea cerinelor seismice se realizeaz:(a) n ceea ce privete reducerea cerinelor de rezisten, respectiv, reducerea forelor seismicede proiectare:(i) prin sporirea proprietilor de rigiditate ale structurii i/sau reducerea masei construciei,

pentru a deprta ct mai mult perioada T1 a oscilaiilor proprii n modul fundamental deperioada corespunztoare amplificrii maxime din spectrul de rspuns n acceleraii. Oasemenea strategie este indicat n cazul amplasamentelor caracterizate de perioada Tc = 1,6sec din spectrul de acceleraie.Practic sporirea rigiditii structurii se obine prin mrirea dimensiunilor elementelorstructurale i/sau adugarea altor elemente structurale.

NOT Dei reducerea perioadelor proprii de oscilaie pentru domeniul TTc al spectrului nu duce lareducerea forelor de proiectare, datorit adoptrii n mod acoperitor a unei valori constante (de palier)

pentru acceleraia spectral n acest domeniu, ndeprtarea de condiiile de rezonan din zona T1 = Tcreprezint un obiectiv de urmrit ntotdeauna.

(ii) prin reducerea rigiditii laterale a construciei n situaiile n care se poate obine operioad a oscilaiilor proprii superioar perioadei Tc, sitund construcia ntr-un domeniu ncare valorile spectrale ale acceleraiei scad cu creterea perioadei de oscilaie.Practic aceasta se poate realiza prin izolarea seismic a bazei sau, mai rar, prin tierea unorlegturi structurale. De exemplu prin separarea parapeilor de beton armat de stlpi.Aceast strategie este recomandabil n special pe amplasamente cu valori Tc mici.(iii) prin introducerea unor amortizori n sistemul structural, care, prin absorbia i disipareaunei pri semnificative din energia seismic indus n structur, limiteaz eforturile ce revinelementelor structurale.(b) n ceea ce privete reducerea cerinelor de deplasare:(i) prin reducerea perioadei oscilaiilor proprii ale structurii, respectiv prin sporirea rigiditii

i/sau reducerea maselor.


8/251

2-3

(ii) prin introducerea de izolatori seismici la baz, care, prin absorbia celei mai mari pri adeplasrii laterale produse de cutremur, limiteaz deplasrile relative ale elementelorstructurale.

(4) mbuntirea caracteristicilor mecanice ale structurii urmrete:(i) sporirea rezistenei elementelor structurale, recomandabil n special la structurile cu

deficit de deformabilitate n domeniul postelastic (ductilitate), n condiiile n carembuntirea proprietilor de ductilitate este dificil de realizat practic.(ii) sporirea rigiditii la fore laterale. Sporirea rigiditii reduce nu numai cerinele, ci ideplasrile efective sub valori date ale forelor laterale.(iii) sporirea capacitii de deformare n domeniul postelastic. Msurile de mbuntire aacestei proprieti asigur, de regul, i o comportare histeretic mai stabil, caracteristicdeosebit de important pentru un rspuns seismic favorabil.

NOT n multe cazuri intervenia unei caracteristici structurale modific i cerinele seismice.Configuraia i ordonatele spectrelor rspunsului seismic elastic i inelastic, n acceleraii i n deplasri,depind de parametrii structurali de rezisten, rigiditate i ductilitate.De asemenea, n multe situaii, interveniile efectuate cu scopul mbuntirii unei anumite proprietiau efect i asupra altor caracteristici structurale. De exemplu, cmuirea cu beton armat aplicat inscopul sporirii ductilitii locale a unui stlp, funcie de modul concret de realizare a armrii, poateasigura i sporirea rezistenei la for tietoare i la moment ncovoietor.

F.2.3Alte strategii posibile

(1) n condiiile n care lucrrile de consolidare impuse de starea construciei i gradulinsuficient de asigurare fa de aciunile seismice ar necesita mijloace materiale, umane,financiare excesive i/sau ar implica ntreruperea funciunii construciei timp foartendelungat, fcnd intervenia neraional, pot fi avute n vedere i alte opiuni. Stabilireastrategiei celei mai indicate trebuie s fie rezultatul unei analize cost-beneficiu a mai multor

soluii posibile, care s ia in considerare aspectele precizate la F.2.2(1).

(2) Analiza ansamblului acestor exigene i condiiilor materiale disponibile poate conducei la alte opiuni pe lng consolidarea construciei n ansamblul ei.Asemenea soluii pot fi:- reducerea gradului de ocupare a cldirii;- scurtarea duratei ulterioare de exploatare a cldirii;- modificarea funciunii cldirii, astfel nct s fie posibil ncadrarea acesteia ntr-o clas

inferioar de importani expunere la cutremur;- reducerea maselor i a solicitrilor seismice ale construciei prin: nlocuirea unor perei

grei cu perei uori; mutarea unor utilaje i echipamente grele de la nivelurile superioareale cldirii, la subsol sau la parter, etc.;

- reducerea numrului de niveluri prin demolarea unui numr de etaje de la parteasuperioar a cldirii - soluia poate fi convenabil mai ales n condiiile n care cldirea

prezint retrageri substaniale la aceste niveluri, cu efecte nefavorabile de excentricizare amaselor, a caracteristicilor de rezisteni rigiditate de ansamblu;

- desfacerea unor poriuni de construcie, de exemplu, elemente de faad, cu comportaredefavorabil la aciuni seismice sau care prezint un risc nalt de dislocare i prbuire;

- prsirea cldirii i mpiedicarea accesului n zona aferent a cldirii pn la eventualademarare a lucrrile de consolidare necesare;

- demolarea complet a cldirii i construirea unei cldiri noi, moderne - soluia poate fi

indicat n situaia n care cheltuielile reabilitrii seismice ar fi nejustificat de mari, fr a


9/251

2-4

fi posibile remodelri semnificative ale spaiului pentru mbuntirea funciunilor, pentrucldiri existente amplasate pe terenuri cu valoare ridicat.

F.2.4Soluii pentru corectarea deficienelor de alctuire a structurii

F.2.4.1 Identificarea deficienelor structurale

(1) n afara capacitilor insuficiente de rezisten, rigiditate i/sau ductilitate, deficienelepe care le poate prezenta un sistem structural n ansamblu se refer la neregulariti idiscontinuiti pe vertical i n plan. Acestea reduc gradul de ncredere asupra strii deeforturi i deformaii furnizate de metodele de calcul curente i creeaz importanteincertitudini n ceea ce privete atingerea obiectivelor de performan propuse.

(2) Dac anumite exigene privind caracterul regulat necesar al unei construcii nu pot fievitate, proiectantul interveniei trebuie s efectueze calculul structural pe modele ct maifidele comportrii structurii i s ia msuri constructive prin care s compenseze controlul mai

puin sigur al rspunsului seismic n asemenea situaii.

(3) Diferitele tipuri de neregulariti i discontinuiti i efectele lor poteniale trebuie s fieevideniate n procesul de evaluare al construciei, conform P100-3/2008. Acestea suntreprezentate de:

(a)Neregulariti pe verticala construcieidistribuii neregulate ale rigiditii la deplasare lateral;distribuii neregulate ale capacitii de rezisten;modificri semnificative ale gabaritelor cldirii pe vertical, incluznd distribuii diferite

ale maselor;discontinuiti (devieri) n traseul, pe vertical, al ncrcrilor ctre teren.

(b)Neregulariti n planul construcieineregularitile distribuiei n plan ale rigiditii, masei, capacitii de rezisten, caretoate produc efecte de torsiune de ansamblu;forme neregulate n plan, n special colurile intrnde n planul construciei, care pot creaconcentrri excesive de eforturi;discontinuiti ale planeelor, n special prin prevederea de goluri sau ntreruperealegturii pe anumite zone cu elementele sistemului vertical de rezisten la fore laterale;prevederea unor componente structurale (cadre, perei) nclinate fa de axele ortogonalemajore ale sistemului structural.

Alte deficiene majore pe care le poate prezenta o structur, deficiene evideniate n urmaevalurii construciei, pot fi constituite de lipsa de redundan a cldirii, instabilitatea

potenial a comportrii unor elemente i mbinri la ncrcri alternante, ca urmare aalctuirii defectuoase a elementelor structurale, degradarea materialelor.

F.2.4.2 Tipuri de soluii pentru remedierea neregularitilor pe vertical

(1) Soluiile pot avea n vedere modificarea componentelor structurale existente sauadugarea altora noi pentru a elimina sau a reduce, ct mai semnificativ, aceste neregulariti.

O soluie comun pentru a ntri nivelurile slabe, de exemplu, la nivelurile unde se ntrerup

unii perei structurali, este consolidarea stlpilor de la aceste niveluri. Alternativ,


10/251

2-5

discontinuitatea de acest gen poate fi eliminat prin prevederea unor elemente verticale chiarn dreptul peretelui superior, sub acesta, dac o asemenea intervenie este acceptabilfuncional.Intervenia nu trebuie s creeze efecte negative noi n elementele existente.

NOT De exemplu, dac se introduce un sistem de contravntuire sau se introduc perei pentru sporirearezistenei unui etaj slab, este necesar s se stabileasc efectul acestei modificri asupra rigiditii deansamblu, de pild, dac nu creeaz condiii de creare a unui etaj flexibil la etajul vecin sau dac nucreeaz o excentricitate de torsiune semnificativ. De asemenea, este necesar s se stabileasc dac

planeele situate imediat deasupra i imediat dedesubtul nivelului la care se face intervenia suntcapabile s asigure modificarea distribuiei i transferul forelor tietoare de nivel. Este indicat s secontinue aceti perei pn la teren. Dac nu, trebuie examinat dac suporii verticali ai peretelui pot

prelua momentele de rsturnare aferente peretelui.

(2) n cazul n care nu este posibil s se elimine sau s se reduc substanial neregularitiale distribuiei maselor (datorate greutii unor instalaii i utilaje) sau neregularitilegeometrice n elevaia cldirii (create, de exemplu, de retrageri) se recomand aplicarea unormetode avansate de calcul care s estimeze ct mai realist rspunsul seismic i s identifice

zonele care trebuie ntrite.

(3) Modificarea structurii verticale la un anumit nivel antreneaz, de regul, i interveniiasupra planeelor (diafragmelor) implicate. Asemenea intervenii pot consta n prevedereaunor conectori care s transfere forele seismice de la planee la pereii nou introdui,colectori-centuri care s culeag aceste fore din masa planeului i s le transfere laelementele verticale etc.

F.2.4.3 Tipuri de soluii pentru remedierea neregularitilor n plan

(1) mbuntirea comportrii seismice a structurilor cu efecte de torsiune de ansamblu mari,datorate distribuiei componentelor structurale i/sau masei n cldire se realizeaz prinreducerea excentricitii ntre centrul maselori centrele de rigiditate i de rezisten.Introducerea unor componente rigide i rezistente, care s reduc excentricitatea duce lareducerea forelor i deplasrilor din torsiune n acelai timp i la creterea general acapacitii de rezisten la fore laterale (fig. F.2.4-1 a i b).

a. b.Figura F.2.41

(2) n cazul structurilor cu concentrri de eforturi la colurile intrnde ale planeelor se potintroduce elemente de armare n diafragma planeului, bine ancorate, n msur s distribuieforele concentrate pe suprafee mai largi. Alt cale de a ntri diafragma este de a prevedea o

suprabetonare armat local, reducnd local, acolo unde este posibil, grosimea pardoselii.

C

CM

C

CM

CR Centrul de rezisten (rigiditate) Perei existeniCM Centrul maselor Perei nou introdui


11/251

2-6

Eforturile n diafragm pot scdea i prin introducerea unor elemente verticale suplimentareintermediare.

a. Cldirea existent b. Intervenie prin realizarea unui rost seismic

Figura F.2.42

(3) n cazul n care planeul prezint discontinuiti ca urmare a unor decalaje ntrenivelurile unor zone vecine, elementele de la legtura acestora trebuie astfel alctuite iarmate astfel ca transferul de eforturi ntre cele dou zone s fie posibil.

(4) Efectul defavorabil al unor forme neregulate n plan, cum este cea a structuriireprezentate n fig. F.2.4-2 la care cele dou aripi ale profilului planeului pot avea tendinas vibreze defazat, poate fi diminuat sau chiar eliminat prin tierea construciei prin rosturiseismice. Prevederea rosturilor implic o detaliere foarte atent structurali arhitecturali,de regul, este mai costisitoare dect consolidarea structurii existente. Din aceste motive oasemenea soluie devine acceptabil dac se urmresc modificri substaniale din alte raiuni.De exemplu, dac o cldire industrial s-ar transforma (i-ar schimba destinaia) ntr-una delocuit.

F.2.4.4 Soluii pentru corectarea traseului ncrcrilor

(1) Evaluarea seismic a cldirii evideniaz traseul ncrcrilor verticale i orizontale, de laaplicarea lor la nivelul planeelor pn la terenul de fundare i trebuie s identificeeventualele ntreruperi ale acestui traseu. Acestea pot fi reprezentate, de exemplu, de absen acolectorilor din planee care s transfere ncrcrile la elementele verticale ale structurii, deabsena conectorilor dintre aceste elemente i planee, de nndiri i ancoraje insuficiente alearmturilor la structurile de beton armat, nndiri prin sudur sau buloane subdimensionate lastructurile de oel, fundaii mai slabe dect suprastructura etc.

(2) Corectarea acestor deficiene se obine, de regul, prin intervenii locale asupra tuturorzonelor slabe.O alt soluie posibil este introducerea unor subsisteme sau elemente structurale noi,suficient de puternice pentru a reduce solicitarea elementelor existente pn la un nivel la careaceste deficiene s fie acceptabile.

(3) Interveniile operate trebuie s fie suficient de puternice, astfel, nct s poat asigura ocomportare n domeniul elastic a mbinrilori planeelor.Acest obiectiv se poate obine prin respectarea condiiilor de dimensionare date n P100-1/2006.

Element nou introdusRost seismic


12/251

2-7

F.2.4.5 Tipuri de soluii pentru corectarea deficitului de rezisten, rigiditate i/sauductilitate

(1) Deficitul structurilor din punctul de vedere al proprietilor de rezisten, rigiditate i/sauductilitate se poate elimina sau reduce pn la limite acceptabile prin dou categorii demsuri:

- ntrirea individual a structurilor cu astfel de deficiene (cmuirea seciunilorelementelor de beton armat, adugarea de piese n realizarea seciunilor compuse aleelementelor din oel, etc.).- introducerea unor elemente sau subsisteme structurale noi, n msur s protejezeelementele structurii existente cu alctuirea neadecvat.

(2) Aceste tipuri de soluii de intervenie sunt prezentate n cadrul ndrumtorului separatpentru construciile din beton armat, oel, zidrie i lemn, n capitolele F.3, F.4, F.5 i,respectiv, F.6.Soluiile aplicate pentru reducerea riscului seismic al componentelor nestructurale aleconstruciilor sunt prezentate n capitolul F.7.

Aplicarea sistemelor pasive de disipare a energiei n vederea sporirii siguranei construciilorla cutremure este prezentat n capitolul F.8, iar interveniile bazate pe izolarea seismic a

bazei construciilor n capitolul F.9.


13/251

3-1

F.3. PROCEDEE DE INTERVENIE PENTRU CLDIRI CU STRUCTURA DEBETON ARMAT

F.3.1 Tipuri de intervenii

(1) Funcie de amploarea msurilor, interveniile la cldirile din beton armat, afectate de

seism sau vulnerabile din punct de vedere seismic, se mpart n trei categorii:

Reparaiile superficiale care urmresc s mbunteasc aspectul vizual al componentelorafectate. Aceste reparaii pot s refac, astfel, caracteristicile nestructurale ale elementelorafectate, cum este, de exemplu, rolul de nchidere al unor elemente. Aportul lor asupracomportrii structurale este neglijabil.

Reparaiile structurale au drept scop de a reda proprietile structurale iniiale ale acestora.Un exemplu de reparaie structural l constituie injectarea fisurilor din beton sau nlocuirea

barelor de armatur rupte.

Lucrrile de consolidare sunt interveniile care implic adugarea de elemente structuralenoi i/sau desfacerea i nlocuirea, sau ntrirea, prilor existente avariate. Aceast intervenieare ca scop creterea performanelor structurale (rezisten, ductilitate, rigiditate) peste niveluliniial.

F.3.2 Reparaii la structurile de beton armat

(1) Reparaiile cadrelor i a pereilor structurali de beton armat se realizeaz prin tehniciasemntoare.

(2) Reparaiile nestructurale au la baz n principal tehnici constnd n acoperirea

suprafeelor vizibile pe care se marcheaz degradrile elementelor structurale.(3) Reparaiile structurale ale elementelor de beton armat constau n injectri ale fisurilor n

beton, nlocuirea armturilor avariate (rupte sau cu deformaii plastice importante), plombareaunor goluri, acoperirea armturilor dezvelite etc.

Pentru injectare se pot utiliza diferite materiale cum sunt: rinile epoxidice de vscozitatesczut si mortarele pe baz de ciment. Metodele de aplicare difer funcie de performanteledorite.

(4) Tehnologia de execuie a lucrrilor de reparaie va respecta prevederile i instruciuniletehnice specifice i nu se detaliaz aici.

F.3.3 Tipuri de consolidare pentru structuri de beton armat(1) Soluiile de consolidare pentru structurile de beton armat pot fi extrem de diverse. Ele se

pot clasifica funcie de scopul urmrit, rezultnd grupele de msuri de intervenie prezentaten continuare. Lista de tipuri de soluii nu este exhaustiv, putndu-se imagina i altele.

(2) Soluii care urmrescsporirea rezisteneiLa rndul lor, acestea se grupeaz n intervenii asupra elementelor individuale, care nuschimb sistemul structural, i intervenii care implic modificarea sistemului structural.

(a) intervenii care nu modific sistemul structural

Acestea se realizeaz prin:


14/251

3-2

(i) cmuiri cu:- beton armat, cu bare longitudinale i etrieri sudai sau suprapui- elemente de oel, platbande, evi rectangulare i cilindrice, corniere cu plcue

etc.- fii din polimeri armai cu fibre de diferite naturi (FRP), cu nfurare

continu sau la distan

(ii) umplerea golurilor (de ferestre, ui)(iii)dezvoltarea seciunilor elementelor cu prelungiri (sub form de tlpi, aripi) de

beton armat conectate la elementul de baz.

(iv)msuri care elimin comportarea fragil a unor elemente de beton armat.De exemplu, transformarea unor elemente de tip scurt, n elemente cu proporiii comportare de elemente lungi. Aceast modificare de comportare se poateobine prin tierea de legturi (de exemplu, practicarea unor fante ntre stlpi i

parapetul unei grinzi nalte de faad).

(b) intervenii care modific sistemul structural

- prin introducerea unor perei de beton armat noi, cu nglobarea unor stlpi aistructurii; prin modul de dispunere al pereilor se pot crea nuclee de betonarmat

- prin introducerea de contravntuiri metalice, cu sau fr ram de contur, nochiurile unui cadru de beton armat

- prin ataarea unor contravntuiri la exteriorul cldirii conectate de structuraexistent

- umplerea ochiurilor de cadru cu panouri metalice- prin introducerea unor contravntuiri care nu flambeaz (cu elemente metalice

n evi de oel, umplute cu beton neaderent la elementele contravntuirii)- prin introducerea unor contraforturi de beton armat-

prin ataarea construciei existente la o construcie nou cu rezistensubstanial.

(3) Intervenii care urmrescsporirea ductilitii elementelor de beton armatMsurile de sporire a rezistenei elementelor la for tietoare prin cmuire n diferitesisteme, indicate la a(i) duc i la creterea deformabilitii n domeniul postelastic al acestorelemente.

(4) Intervenii care urmresc evitarea concentrrii deformaiilor i eforturilor nelementele structuraleCele mai utilizate sunt:

(i) msuri care reduc excentricitatea ntre centrul maselori centrele de rigiditate i

de rezisten. Acestea au n vedere introducerea unor elemente noi de rigiditatei rezisten substanial sau/i introducerea unor rosturi seismice verticale prinstructur;

(ii) msuri care sporesc local sau pe mai multe niveluri rigiditatea i/sau rezistenaunor elemente structurale verticale i orizontale n vederea eliminrii unorniveluri flexibile i/sau slabe.

(5) Intervenii care reduc forele seismiceAcestea implic:

(i) msuri care reduc masa construciei. De exemplu:- prin nlocuirea unor perei de compartimentare din materiale grele cu perei

executai din materiale uoare;


15/251

3-3

- prin nlocuirea straturilor grele ale terasei cu straturi din materiale uoare cueficien superioar;

- prin reducerea ncrcrii de exploatare la nivelurile superioare ale cldirilor(prin mutarea spaiilor de depozitare la nivelurile inferioare, prin scoaterea dincldire a unor rezervoare de ap etc.);

- prin desfacerea (demolarea) etajelor superioare.

(ii) msuri de control al rspunsului seismic prin montarea de dispozitive cum sunt:- amortizori activi ai maselor;- amortizori de acordare a maselor;- amortizori metalici (histeretici);- amortizori cu ulei (hidraulici).

(iii) izolarea seismic a bazei.

F.3.4 Consolidarea structurilor n cadre de beton armat

F.3.4.1 Caracterizarea tipului structural

(1) Aceste structuri constau dintr-un sistem regulat i complet de stlpi i grinzi, legate prinnoduri rigide. Comportarea ca nod rigid a zonei de intersecie dintre grinzi i stlpi esteesenial pentru capacitatea structurii de a prelua ncrcrile verticale, i mai ales, pe celelaterale.La construcii mai vechi, proiectate exclusiv pentru rolul de a prelua ncrcrile verticale,rezolvarea planeelor cu grinzi principale i secundare duce la orientarea cadrelor pe o singurdirecie, pe cealalt direcie cadrul fiind alctuit din stlpii structurii i grinzile secundare caredescarc direct pe stlpi.

(2) Tipul structural tratat n aceast seciune implic absena pereilor despritori i denchidere sau separarea lor de elementele structurii de beton, astfel nct pereii din diferite

materiale sunt numai elemente purtatei nu au alt rol structural n afara prelurii ncrcrilororizontale perpendiculare pe planul lor.Abaterea de la acest tip de alctuire, n sensul unui contact nemijlocit ntre structuri pereiide umplutur, este considerat o deficien a sistemului care trebuie corectat, fie prinsepararea pereilor de structur, fie prin angajarea premeditat a pereilor n structur, ceea ceschimb ncadrarea structurii ntr-un alt tip structural (vezi F.3.5). n acest din urm caz,

pereii de umplutur trebuie concepui i alctuii ca elemente structurale. Puine construciidin ara noastr au fost consecvent concepute n cadre pure, cu excepia halelor industriale,depozitelori garajelor deschise. Cldirile civile curente, de locuit i de birouri, au structurampnat de perei de compartimentare. Multe dintre construciile vechi au ajuns sfuncioneze ca structur n cadre pure numai n fazele avansate ale atacului unor cutremure

puternice, dup degradarea, practic integral, a zidriilor slabe de umplutur.Codul actual de proiectare seismic, P 100-1/2006, face, n aceast problem, un compromis.La construciile cu cadre mpnate cu perei de zidrie nestructurali, aceste elemente trebuie

protejate printr-o rigiditate suficient a structurii de beton armat n cazul cutremurelorasociate SLS, dar la cutremurul maxim prevzut de cod (asociat ULS) zidria se considercomplet degradat i structura de beton armat este singura rezistent la forele laterale. nconsecin, cadrul de beton armat trebuie s fie alctuit ca structurile pure. n codul deconsolidare seismic se adopt aceast concepie.

(3) Planeele structurilor n cadre sunt realizate din plci rezemate pe grinzi sau direct pestlpi i perei, lucrnd pe una sau dou direcii, funcie de configuraia panourilor i a

reazemelor.


16/251

3-4

Ele pot fi realizate din beton armat turnat n cofraje, din dale prefabricate sub irisuprabetonate, sau pot fi complet prefabricate. n ultimul caz, funcie de realizarea concret,

planeele pot funciona, integral, sau parial, ca diafragme orizontale.

F.3.4.2 Rspunsul seismic al structurilor tip cadru de beton armat

(1) Referitor la comportarea seismic, se disting dou categorii de structuri tip cadru de

beton armat.Prima categorie o constituie structurile din cldirile vechi, neproiectate la aciuni laterale, iar adoua, 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 seimic.

(2) Construciile vechi prezint o structur extrem de flexibil i, de multe ori, i foarteslab. Stlpii, cu seciuni de multe ori insuficiente, nu sunt, de regul, mai tari dect grinzile,cadrele fiind de tip stlpi slabi - grinzi tari. Seciunea mic i armarea insuficient expunstlpii la ruperi la fore tietoare nainte de dezvoltarea articulaiilor plastice. Pe de alt parte,valoarea mare a forei de compresiune normalizat i nndirile insuficiente ale armturilor

verticale nu pot asigura deformaii plastice poteniale mai consistente.Aceste construcii, dac au multe niveluri, sunt printre cele mai vulnerabile i riscul deprbuire la aciuni seismice puternice este nalt.n zonele seismice caracterizate prin valori mici ale acceleraiilor de proiectare ale terenului,acest tip de construcii prezint un risc mai mic de prbuire, mai ales n terenuri cu perioadede vibraie caracteristice mici.i structurile realizate dup 1963, dar nainte de 1980, prezint o serie de deficiene, nabsena unei concepii consecvente de impunere a anui mecanism structural de plastificarefavorabil. Astfel, i aceste structuri pot evidenia degradri semnificative n urma aciuniicutremurelor de proiectare.

F.3.4.3 Deficiene specifice de alctuire seismic i tehnici de consolidare. Aspectegenerale

(1) n aceast seciune sunt descrise principalele tipuri de deficiene seismice care intervin lastructurile tip cadru i se indic tipurile de intervenie.

(2) Deficienele seismice ale construciei sunt identificate n evaluarea seismic a cldirii isunt consemnate n raportul de expertiz.Deficienele se refer la condiiile de alctuire de ansamblu i de detaliu precizate n codul deevaluare seismic.

(3) Soluia de consolidare trebuie s urmreasc impunerea unui mecanism structural de

disipare de enrgie favorabil.n cazul structurilor tip cadru de beton armat, acest mecanism implic dezvoltarea zonelor

plastice la extremitile grinzilori la baza stlpilor.De asemenea, soluia de consolidare trebuie s sporeasc, dac este cazul, rezistena lateral,rigiditatea i capacitatea de deformare plastic ale elementelor structurale (grinzi, stlpi,noduri) i ale ansamblului structurii.

(4) Creterea performanelor individuale ale elementelor structurale ale cadrelor de betonarmat se realizeaz, de regul, prin cmuirea grinzilor, stlpilor i nodurilor. Tehnica decmuire a stlpilori a grinzilor existente, n soluia beton armat, poate fi aplicat n scopulcreterii rigiditii, a ductilitii i a rezistenei la for tietoare, cu sau fr sporirea

rezistenelor la ncovoiere. Creterea rezistenei la for tietoare i a capacitii de deformare


17/251

3-5

postelastic se poate realiza i prin cmuirea cu alte materiale: oel, polimeri armai cu fibrde carbon sau fibr de sticl, etc.

(5) n vederea sporirii performanelor structurii n ansamblu se pot aplica tehnicile indicatela F.3.3(2)b, i detaliate la F.3.4.5 care modific sistemul structural.

(6) Deficienele pot reprezenta deficiene de sistem sau deficiene de alctuire ale

elementelor considerate individual, dup cum urmeaz:

A. Deficiene de sistem

(i) Rezistena de ansambluAlturi de lipsa de ductilitate, rezistena slab este o caracteristic definitorie a structurilor ncadre de beton armat din cldirile vechi, responsabil pentru proasta performan a sistemului.Multe structuri din fondul existent nu au fost proiectate la fore laterale seismice sau au fost

proiectate la fore prea mici.Este dificil, de multe ori, inclusiv din considerente practice, s se sporeasc suficient deconsistent rezistena structurii numai prin sporirea rezistenelor individuale ale elementelorstructurale.De cele mai multe ori se impune ataarea unor contravntuiri metalice, a unor perei de betonarmat, etc.Pe lng msurile de ntrire structural sau, eventual, n locul acestora, se pot lua msuri dereducere a cerinelor seismice prin introducerea unor amortizori, sau prin reducerea maseiconstruciei i a eforturilor din forele verticale i laterale, reducndu-se prin demolare unulsau mai multe niveluri de la partea superioar.

(ii) Rigiditatea lateralCondiiile mai severe de protejare a elementelor nestructurale impuse de normele de

proiectare moderne fac, astfel, ca majoritatea structurilor n cadre din fondul existent sprezinte un deficit de rigiditate care, n cazul construciilor vechi, este foarte important.

Msurile de remediere ale deficitului de rigiditate sunt similare cu cele utilizate pentrusporirea rezistenei laterale a structurii.

(iii) Configuraia structuriiSunt vizate condiiile de alctuire general indicate la F.2.4.n general, structurile tip cadru au o alctuire ordonat, simetric, fr excentriciti.La construciile mai vechi intervin uneori retrageri la partea superioar. n unele cazuri lanivelurile unde apar retrageri exist rezemri indirecte. La construciile antebelice, acesterezemri indirecte pot aprea i la nivelurile inferioare.Soluiile de remediere a unor asemenea deficiene constau n ntrirea grinzilor de reazem,eventual n introducerea (continuarea) stlpilor la nivelurile la care acetia sunt ntrerupi.

La unele niveluri, n special la parter, pot interveni nlimi mari care fac, astfel, ca respectivulnivel s fie flexibil sau slab ca rezisten. Dac nu se introduc perei suplimentari saucontravntuiri, intervenia poate consta n ntrirea local substanial a stlpilor.n condiiile n care masele sunt distribuite neuniform, sau cadrele nu sunt omogene, i potaprea efecte de torsiune general, soluiile de consolidare implic adugarea de elementerigide, perei sau contravntuiri, pentru echilibrarea sistemului.n cazul n care n planee apar goluri mari sau coluri intrnde, se va completa planeul cucenturi (corzi) de bordare din beton armat sau oel.O alt deficien este distribuia neordonat a pereilor de umplutur ntre elementele cadrului,care poate provoca efecte de torsiune de ansamblu, sau niveluri slabe i/sau flexibile.Sunt posibile mai multe soluii de remediere: separarea pereilor de elementele cadrului,

armarea pereilori angajarea lor ca elemente structurale (cu grija de a nu creea neregulariti


18/251

3-6

de alctuire) sau ntrirea structurii de beton, astfel nct pereii de umplutur, chiar n contactcu cadrul de beton armat, s fie protejai la cutremurele mai frecvente considerate n SLS.

(iv) Traseul ncrcrilorLa structurile n cadre nu apar probleme deosebite n transmiterea ncrcrilor verticale iorizontale spre terenul de fundare.Puncte slabe ale acestui traseu pot fi constituite de ancorajele i nndirile insuficiente ale

armturilor de oel sau de absena unor armturi de suspendare a ncrcrilor orizontale nplaneu.

B. Deficiene de alctuire a elementelor structurale

Deficiena major a sistemului structural tip cadru spaial de beton armat la construciile vechieste constituit de alctuirea neadecvat a elementelor structurale ce o compun. Cerinele

pentru acest tip de construcie, rezultate din codurile de proiectare seismic, implic procedeede ierarhizare a capacitii de rezisten care s asigure plastificarea din ncovoiere, n grinzii la baza stlpilor, evitnd incursiunile postelastice n diafragmele orizontale i n fundaii.Procedeele de consolidare care urmresc ductilizarea comportrii structurii sunt dificile i

scumpe i afecteaz severi un timp ndelungat exploatarea cldirii. Din acest motiv, ele suntfolosite relativ rar, fiind preferate msurile mai radicale de modificare a sistemului structuralconstnd n introducerea de perei sau contravntuiri rigide i rezistente. Dac introducereaunor asemenea elemente nu protejeaz suficient elementele structurii existente, cel puin o

parte dintre acestea trebuie, la rndul lor, s fie consolidate, pentru a face fa unor incursiunilimitate n domeniul postelastic.

Cele mai frecvente deficiene din aceast categorie sunt:

(i) alctuirea tip stlpi slabi grinzi puternice.Remediul const n cmuirea stlpilor cu beton armat.

(ii) rezistena insuficient a stlpilor la fora tietoare.n aceast situaie se impune cmuirea stlpilor cu beton armat, piese de oel, sau FRP.

(iii) alctuirea incorect a nodurilor.Deficiena se remediaz prin cmuire cu beton armat, i, uneori, cu piese metalice, cu o

preocupare special pentru confinarea miezului de beton al nodului.

(iv) lipsa de ductilitate i/sau nndiri prin suprapuneri insuficiente.Aceste deficiene se remediaz prin aceleai msuri ca n cazul celor de la (ii).

(v) deficienele de alctuire a diafragmelor orizontale (planeelor)Deficienele, din punctul de vedere al rspunsului seismic, ntlnite la structurile tip cadru ale

cldirilor existente, sunt:- rezistena insuficient pentru fore n planul planeului, n cazul unor structuri cu distanemari ntre stlpi i/sau plci subiriRemediul l constituie suprabetonarea cu un strat de beton armat, sau aplicarea unor benzi,

plci de oel, uneori FRP, pentru a prelua eforturi de ntindere.- lipsa monolitismului la unele structuri cu planee prefabricate, cu mbinri slabe.Solidarizarea elementelor prefabricate se poate realiza prin turnarea unor suprabetonrisuficient de groase (> 60 mm), armate adecvat.- lipsa colectorilori suspensorilor, care se poate ntlni la unele configuraii ale cadrelor, maiales n vecintatea unor goluri mari n placa planeului. n aceste situaii se completeaz

planeul cu astfel de elemente realizate din beton armat sau piese de oel.


19/251

3-7

- lipsa armturilor pentru preluarea eforturilor din jurul golurilor sau al marginilor neregulate,manifestate prin deschiderea de fisuri. Deficiena se repar prin prevederea unor centuriadecvate, ancorate n masa betonului.

(vi) deficiene ale fundaiilor;Acestea fac obiectul capitolului F.3.8.

F.3.4.4 Intervenii care nu implic modificarea sistemului structural

F.3.4.4.1 Aspecte generale

(1) Creterea performanelor structurale ale cadrelor de beton armat se poate obine i prinintervenii care nu schimb esenial caracteristicile structurii iniiale. Aceste intervenii se

bazeaz, n principal, pe tehnici de cmuire a elementelor cadrelor, cu beton armat, cu piesede oel sau cu polimeri armai cu fibre de diferite naturi.

(2) Ierarhizarea prin proiectare a rezistenelor elementelor structurale ale cadrului consolidattrebuie s asigure impunerea unui mecanism de plastificare de tip stlpi puternici grinzi moi.

(3) La aplicarea acestei tehnici de intervenii trebuie s se in seama de urmtoareleconsiderente:(a)Cmuirea elementelor cadrelor poate avea efecte diverse. Controlnd aceste efecte, n

acord cu obiectivele urmrite, se pot limita i costurile interveniei;(b)Interveniile pot avea ca obiective creterea rezistenei elementelor la for tietoare, la

moment ncovoietor i/sau for axial, creterea rigiditii sau mrirea capacitii dedeformare postelastic;

(c)Deficiene sistematice de alctuire a elementelor de beton armat, cu efecte negative asupraperformanei cadrelor (armare transversal insuficient, nndiri incorecte ale armturilor,noduri slabe etc.) impun, de regul, intervenii generalizate bazate pe tehnica de cmuirea elementelor. n aceste cazuri, soluiile localizate, bazate pe contravntuirea cadrelor sau

introducerea de perei structurali, nu sunt n msur s asigure n unele cazuri proteciaadecvat a elementelor structurii existente.

(d)Soluia de cmuire a elementelor cadrelor nu modific caracteristicile de comportareiniiale ale acestor structuri caracterizat prin solicitarea relativ uniform i moderat acadrelori diafragmelor orizontale;

(e)Ca urmare, soluia de intervenie prin cmuirea elementelor cadrelor duce i la cerinede rezisteni rigiditate ale infrastructurii i fundaiilor sensibil mai mici, comparativ cutehnicile de intervenie localizate (prin adaos de perei structurali, cu cadre cu perei deumplutur sau contravntuite etc.);

(f) Execuia cmuirii elementelor cadrelor cu beton armat poate afecta n msurimportant i elementele nestructurale ale construciei, astfel nct costul i durata

lucrrilor poate fi mai mare comparativ cu alte soluii.

(4) Indicaii pentru dimensionarea elementelor de consolidare a elementelor cadrelor debeton armat prin beton armat, piese de oel sau FRP se dau n capitolul F.3.9.

F.3.4.4.2 Sporirea rezistenei la for titoare

F.3.4.4.2.1 Aspecte generale

(1) Deficitul de rezisten la for tietoare se corecteaz prin adaos de material structural pesuprafaa lateral a elementelor, operaie denumit curent cmuire.

(2) Cmuielile se pot realiza din beton armat, oel sau polimeri armai cu fibre (FRP).


20/251

3-8

(3) Cmuielile pot avea simultan mai multe efecte. De exemplu, pe lng sporirearezistenei la for tietoare, poate crete i rezistena la ncovoiere i deformabilitatea(ductilitatea). Pentru a mobiliza sau a evita aceste efecte trebuie luate msuri specifice.

(4) Tehnicile de cmuire se aplic cu detalii specifice pentru stlpi, grinzi, noduri.

F.3.4.4.2.2 Consolidarea prin cmuirea cu beton armat

A. Stlpi

(1) Pentru a fi egal eficient n cele dou direcii, cmuirea stlpilor se face pe toate feele.Atunci cnd intereseaz numai sporirea rezistenei la for tietoare, se pot prevedea numaietrieri perimetrali (fig.3.4.1a).

(2) Atunci cnd cmuirea nu poate fi executat pe toate cele patru laturi ale stlpului i seaccept un grad diferit de consolidare pe cele dou direcii, se vor lua msuri pentru

prevenirea desprinderii cmii de stlpul existent. n acest scop se pot utiliza ancore post-instalate, fixate cu mortar sau rin epoxidic, n guri forate n stlpul existent (fig.

F.3.4.1b). O alt soluie const n montarea ramurii de completare a etrierului n grosimeaacoperirii cu beton a laturii care nu se cmuiete (fig. F.3.4.1(c)).

Figura F.3.4.1

(3) Dac se dorete s se evite sporirea rezistenei la ncovoiere prin cmuire, cmaa se

oprete la cca. 30 mm de intradosul grinzii, respectiv faa planeului.(4) Dac stlpul este captiv, fiind cuprins ntre un parapet nalt i grind, stlpul esteexpus unei ruperi periculoase specific elementelor scurte, dac rezistena la for tietoareeste insuficient. Cmuirea se va face potrivit uneia dintre variantele date la (5)(7).

(5) Dac stlpul este adiacent unui parapet de beton armat de grosime mare se recomand sse execute cmuirea numai pe nlimea liber a stlpului.

ncercrile de laborator evideniaz totui o eficacitate limitat a soluiilor din fig. F.3.4.1(b) i (c).

Stlpul existent Stlpul existent

Ancore post-instalate

Se ndeprteaz stratul deacoperie cu beton

Stlpul existent


21/251

3-9

(6) Dac stlpul este adiacent unui parapet de beton armat de grosime redus se recomandexecutarea unui rost vertical ntre cele dou elemente i efectuarea cmuirii pe ntreaganlime a stlpului. (fig. F.3.4.2).

Figura F.3.4.2

(7) Alternativ, stlpul poate fi cmuit pe toate laturile, pe ntreaga nlime, frexecutarea rosturilor verticale, prin suprapunerea etrierilor cu bare introduse n guri forate nelementele adiacente. (fig. F.3.4.3).

Figura F.3.4.3

(8) Dac stlpul este adiacent unui perete nestructural se recomand desfacerea local a unui

rost vertical ntre cele dou elemente, care s permit cmuirea stlpului pe ntreaganlime.

(9) Grosimea cmii trebuie s fie 100 mm n cazul executrii din beton turnat n cofraj i 60 mm n cazul betonului torcretat. Clasa de beton va fi C20/25 i cel puin clasa

betonului din stlpul existent.

(10) Armturile orizontale reprezint armturile principale n preluarea forei tietoare.Armturile verticale reprezint armturi de montaj i se vor dispune la interiorul etrierilor.Dac grosimea cmii este 120 mm armarea se va realiza din cte dou planuri dearmturi.

(11) n cazul utilizrii barelor independente, diametrul minim al etrierilor este de 10 mm, iardistana maxim intre etrieri este de 100 mm. Etrierii vor fi detaliai astfel nct s se asigure

Parapet din beton armatde grosime redus

~ 30mm

aprox30mm

~ 30mm

~ 30mm

~ 30mm

~ 30mm

Parapet din beton armatde grosime mare

~ 30mm

Parapet dinbeton armat

Cma debeton armat Mortar

Seciune transversal

Cma debeton armat


22/251

3-10

i o bun confinare a stlpului existent. Etrierii se vor nchide prin sudare, cu crlige de tipseismic (de 10d, ndoite la 135) sau prin suprapunere. Atunci cnd se prevd crlige, se vaalege o grosime a cmii care s permit realizarea lor.

(12) n cazul utilizrii plaselor sudate, trebuie asigurat o lungime suficient de suprapunerepentru nchiderea plasei pe una dintre feele stlpului.

(13) Pentru realizarea aderenei dintre cele dou straturi de beton, faa stlpului existent va ficurat complet de tencuial i asperizat. De regul, nu este necesar conectarea prinarmturi a cojii de beton nou de betonul stlpului existent.

B. Grinzi

(1) Cmuirea se aplic pe cele dou fee laterale i va avea grosimea de min. 100 mm.

(2) Armturile verticale (etrierii) trebuie ancorate eficient la capete pentru a putea fi activepe toat nlimea grinzii. Ancorarea se realizeaz prin unul din procedeele din fig. F.3.4.4.Ancorarea armturilor verticale poate face necesar completarea cmii i pe a treia sau i pea patra latur a grinzii.

(3) Diametrul minim al armturilor transversale din cma este de 12 mm. Distana dintreaceste armturi trebuie s fie mai mic de 150 mm.Armtura din cma trebuie acoperit n ntregime de beton sau mortar. Stratul de acoperiretrebuie s aib o grosime minim de 25 mm.

Figura F.3.4.4

(4) n cazul n care nu se urmrete i sporirea rezistenei la ncovoiere armturile orizontale

sunt simple armturi de montaj.(5) Dac cmuirile se realizeaz prin turnare, iar grinda face parte dintr-un planeu suntnecesare perforri ale plcii adiacente grinzii pentru trecerea armturilori turnarea betonului.Dac golurile de turnare secioneaz placa pe mai mult din jumtatea deschiderii se va analizadac este necesar sprijinirea provizorie a plcii.

C. Noduri

(1) Cmaa de beton armat aplicat nodurilor are o eficacitate limitat asupra rezisteneiacestuia la for tietoare, datorit poziiei marginale a armturilor nodurilor fa de zona detransfer a forei tietoare. Armtura orizontal are si un efect indirect asupra rezistenei la

Piuli Plac sau cornier deancoraj(t 8mm)

Bar de oel nform de U cufilet la capete(min 12/150mm)

Betonul cmiiBetonulcmii

Prinderea etrieruluiprin sudur


23/251

3-11

for tietoare a nodului prin sporul de rezisten al diagonalei comprimate mobilizate ninteriorul nodului, ca rezultat al creterii armturii de confinare.

(2) Armtura orizontal pe nlimea nodului trebuie s fie continu. Aceast condiie sepoate realiza n dou moduri:- prin traversarea grinzilor prin guri perforate;- prin ancore chimice (aderente) postinstalate n peretele grinzii.

Cele dou sisteme sunt prezentate n fig. F.3.4.5(a), n elevaie i n fig. F.3.4.5(b), n seciuneorizontal.

(a)

(b)

Figura F.3.4.5

(3) Etrierii pe nlimea nodului se realizeaz din mai multe tronsoane cu forme diferite,funcie de dimensiunile nodului i de diametrul etrierilor, nndite prin sudur sau prin

petrecere.

3.4.4.2.3 Consolidarea prin cmuire cu piese de oel

A. Stlpi

(1) De regul, cmaa trebuie s mbrace toate laturile stlpului (fig. F.3.4.6(a), (b)). Dac

nu exist acces pe una dintre laturile stlpului i se accept un efect redus al consolidrii pe

armturi verticale ncma

gol de turnare

etrieri n nodtrecui pringolurile din

grind

ancor aderent

completare etrier

gol de turnare


24/251

3-12

una din direcii se vor lua msuri de mpiedicare a desprinderii cmii metalice pariale,bazate pe principiile detaliilor din fig. F.3.4.1b.

(2) Cmaa se poate realiza dintr-un tub continuu realizat din dou jumti mbinate prinsudur dup dou generatoare (fig. F.3.4.6(a) i (b)) sau din plcue distanate sudate pe 4corniere montate n colurile stlpilor (fig. F.3.4.6(c)). Forma rotund a tubului (fig. F.3.4.6b)ofer i avantajele unei confinri eficiente a betonului comprimat i ale sporirii

performanelor nndirilor barelor longitudinale.

(3) Spaiul dintre cmaa de oel i faa stlpului existent trebuie umplut bine cu mortar deciment sau epoxidic, cel mai bine prin presiune. Mortarul trebuie s fie caracterizat decontracii reduse. Dimensiunea rostului trebuie stabilit astfel nct acesta s poate fi umplutcu mortar n bune condiii, de regul fiind mai mare de 20 mm. Mortarul trebuie s aib orezisten la compresiune mai bun dect rezistena betonului din stlpul existent, dar cel

puin rezistena unui beton de clasa C25/30.

Figura F.3.4.6

(4) n cazul cmuirii continue, tabla de oel trebuie s aib o grosime de cel puin 5 mm.Dac se alege o cma cu seciune dreptunghiular, este necesar ca aceasta s fie rotunjit lacele patru coluri cu o raz egal cu triplul grosimii tablei. Se recomand ca prilecomponente ale cmii s fie fabricate n ateliere specializate, iar la antier s se fac numaiasamblarea.

(5) n cazul utilizrii soluiei cu platbande de oel, acestea trebuie s aib o lime deaproximativ 100 mm. Platbandele, situate la un interval de aproximativ 300 mm (msuratinterax), se sudeaz de profilul cornier de la colurile seciunii.

profil cornier de oel

tabl deo el

tabl deoel

tabl deo el

tabl de

platband de oel

platband de oel

mortar fluid

profil cornier din oelmortar cu vscozitateredus

(c)

sudur peantier

sudur peantier

sudur peantier

sudur peantier

sudure

sudur peantier

mortar fluid(grout)

(b)(a)


25/251

3-13

(6) Dac stlpul este adiacent unui perete nestructural se recomand a crea un rost verticalsuficient de larg ntre cele dou elemente, care s permit efecturarea n bune condiii alucrrilor de consolidare (fig. F.3.4.7). Dup efectuarea acestor lucrri rostul poate fi nchis.

(7) n cazul n care stlpul este legat de parapei de beton armat i trebuie mbuntitecondiiile de solicitare ale acestuia la fore tietoare se poate proceda ca n cazul cmuirii cu

beton armat (fig. F.3.4.8).

Fig. F.3.4.7

Figura F.3.4.8

B. Grinzi(1) Pentru cmuirea cu tabl de oel a grinzilor se pot utiliza diferite soluii: cu tablcontinu (fig. F.3.4.9), cu benzi din platbande sau etrieri de oel beton aparent (fig. F.3.4.10).

Pereteadiacent

Rost verticalTabl de oel

Parapet de grosime redus

Rost vertical

Parapet de grosime mare

Rost etanat pentru a sepreveni curgerea mortarului

Tabl de oelTabl de oel

Sudur de antierTabl de oel

Perete adiacent

Rost vertical


26/251

3-14

Figura F.3.4.9

(2) Grosimea minim a tablei va fi 5 mm. n cazul utilizrii unor fii (platbande), distanaminim ntre acestea, msurat interax va fi 200 mm.

(3) Rostul dintre tabla de oel i elementul de beton armat se va umple cu mortar subpresiune. n cazul n care este posibil (suprafee netede ale grinzilor) elementele de tabl sepot lipi direct cu rin epoxidic.

Figura F.3.4.10

C. Noduri

(1) Cmuirea nodurilor n vederea sporirii rezistenei la for tietoare nu poate fi realizatintegral cu piese din tabl, datorit faptului c prezena grinzilor nu permite realizareacontinuitii n direcie orizontal.

(2) n cazul n care cmuirea stlpilor este executat cu piese metalice, cornierele dispusepe colurile stlpului se continu pe vertical perfornd placa planeului, seciunea continude oel n direcie orizontal fiind realizat de bare de oel beton care traverseaz grinzile i

care se sudeaz de corniere (fig. F.3.4.11).(3) n cazul n care diferena dintre limile stlpilori grinzilor nu este mare, i atunci cndse urmrete n principal sporirea rezistenei la compresiune a betonului din nod i sporireaaportului acestuia la preluarea forei tietoare, consolidarea nodului se realizeaz prinmontarea unor corniere de seciune mare la colurile stlpilor legate cu gulere metalice

puternice (Fig. F.3.4.12), situate imediat deasupra plcii i imediat sub grinzi. Cornierele curigiditate important la ncovoiere exercit n acest caz un efect de confinare la col urilenodului, ntre acestea confinarea fiind asigurat de grinzile care intr n nod.

Bare de oel n formde U filetate la capete

Platband deoel

Piulie pentruprinderea etrierilor

Bar cu profilcornier de oel

Platband deo el

Bar cu profilcornier de oel

Etrier filetat

Piuli

Bulonfiletat

Tabl

de oel

Mortar

Plac sau cornier deancoraj (t 8mm)

Tabl de oel lipit curinepoxidic


27/251

3-15

Figura F.3.4.11

Figura F.3.4.12

cornierdin oel

B B

A Acornier din oel

platband

grinzi existente

suduri deantier

platbandstlp existent

de betonarmat

B-BA-A

A

(a) (b)

bar de oel

corniercornier

pat de mortar

gaur forat n grind

(c)

Detaliul A


28/251

3-16

F.3.4.4.2.4 Cmuirea cu polimeri armai cu fibre (FRP)

A. Stlpi

(1) Cmuirea cu FRP trebuie aplicat pe ntreg perimetrul stlpilor.

(2) Suprafaa lateral a stlpilor trebuie atent pregtit nainte de aplicarea cmuirii. Orice

neregularite ce poate duce la degradarea fibrelor trebuie ndeprat. Colurile stlpului trebuieracordate uniform pe nlime cu o raz de cel puin 20 mm.

(3) Stlpul trebuie nfurat strns cu foile din FRP. Fibrele trebuie dispuse perpendicular peaxul longitudinal al stlpului.

(4) Fibrele se vor suprapune pe o lungime suficient astfel nct s se evite cedarea cmiin zonele de mbinare. Valorile minime ale lungimii de suprapunere sunt date n tabelulF.3.4.4.2.4-1 (fig. F.3.4.13), i nu vor fi mai mici dect valorile minime indicate de

productor.

(5) Zonele de mbinare prin suprapunere se vor dispune alternativ pe cele patru fee alestlpului (fig. F.3.4.14).

(6) Substanele adezive ce se vor utiliza la lipirea foilor de FRP pe suprafa a de betontrebuie s aib o rezisten suficient astfel nct s nu se piard aderena dintre fibre i stlp.

Tabelul F.3.4.4.2.4-1 Lungimea de suprapunere minim

Tipul foii Lungimea de suprapunere(mm)

200 g/cm2 200

300 g/cm2 250

Figura F.3.4.14

(7) Dup ntrirea adezivului, cmaa de FRP va fi protejat prin tencuire, placare sau

vopsire (mpotriva focului sau a aciunilor mecanice ce o pot deteriora).

Lungimea desuprapunere

Fig. F.3.4.13

Foile se nfoarstrns pe stlp

Suprapunerea se va facealternant pe cele patru

fee ale stlpului

Foi de FRP


29/251

3-17

(8) Dac stlpul este adiacent unui parapet sau unui perete nestructural, se recomandexecutarea unui rost vertical ntre cele dou elemente care s permit cmuirea stlpului pentreaga nlime. (fig. F.3.4.15).

Figura F.3.4.15

(9) Dac seciunea stlpului prezint o concavitate, este indicat ca aceasta s se completezerealiznd o seciune fr intrnduri, dup care se poate executa cmuirea (fig. F.3.4.16).

Figura F.3.4.16

B. Grinzi

(1) Cmuirea continu cu polimeri armai cu fibre poate fi utilizat pentru sporireacapacitii de rezisten la for tietoare a grinzilor din beton armat de form dreptunghiular(independente). Aplicarea FRP se va face astfel nct direcia fibrelor s fie orientat pedirecia forei tietoare (normate la axa elementului).

n cazul aplicrii cmuielii cu benzi FRP situate la distane finite, soluia se poate aplica ila grinzi de planeu, trecnd benzile prin goluri practicate n plac. Benzile se vor fixa nbetonul plcii prin ancore specifice FRP sau se vor petrece pe lungimi de suprapuneresuficiente (a se vedea A. Stlpi (1)).

F.3.4.4.3 Sporirea rezistenei la moment ncovoietor

F.3.4.4.3.1Aspecte generale

(1) Deficitul de rezisten la ncovoiere se corecteaz prin sporirea seciunii (stlpilor igrinzilor) prin adaos de beton armat sau elemente de oel, care fac corp comun cu elementelestructurale existente.

Spaiu umplutcu beton

Perete adiacent

(a) (b)

RostParapet

Foi deFRP

Foaie de FRP

Rost vertical

Parapet / Perete


30/251

3-18

(2) Armturile sau piesele de oel trebuie s fie ancorate suficient dincolo de seciunile de laextremitile elementelor pentru a putea fi mobilizate integral n aceste seciuni.

(3) Tehnicile de cmuire capt detaliere specific pentru stlpi i grinzi.

F.3.4.4.3.2Consolidarea prin cmuire cu beton armat

(1) Detaliile de cmuire pentru sporirea rezistenei la for tietoare sunt n generalvalabile i pentru sporirea rezistenei la ncovoiere, cu completrile date la paragrafeleurmtoare. Uneori, creterea rezistenei la ncovoiere atrage i necesitatea creterii rezisteneila for tietoare, avnd n vedere faptul c valorile de dimensionare ale forelor tietoare suntcele asociate mecanismului structural de plastificare.

(2) Armturile verticale din stlpi reprezint armturi de rezisten. n situaia n carearmturile lucreaz la compresiune, ele trebuie asigurate mpotriva flambajului. n consecin

barele longitudinale din cmuiri trebuie s respecte regulile privind prinderile n colurileetrierilor (agrafelor) specifice stlpilor din structurile n cadre din zone seismice (fig. F.3.4.17i F.3.4.18(a)-(b)). Pentru a putea monta etrierii de nchidere a barelor longitudinaleintermediare se admite desfacerea local a acoperirii cu beton a elementelor existente (fig.F.3.4.18 (a)). Dac numrul barelor intermediare este mare, o parte din ele pot fi fixate prinagrafe ancorate chimic (prin aderen) n elementul de beton existent (fig. F.3.4.18 (b)).

(3) Armturile longitudinale ale stlpilor trebuie s ndeplineasc condiiile date laF.3.4.4.3.1(2) i vor trece prin placa planeului.n situaia n care cmuirea se oprete la un anumit nivel, ancorarea armturilor laextremitate se realizeaz printr-unul din procedeele urmtoare:

- prin ancorarea n betonul turnat n nodul terminal- prin dispozitive cu plci i piulie filetate- prin nndirea cu ancore chimice postinstalate n grind existent; soluia este

acceptabil n cazul unor armturi de diametru mai mic.

(a)

(b)

Figura F.3.4.17 Figura F.3.4.18


31/251

3-19

(4) n cazul grinzilor, continuizarea armturilor pe reazeme este stnjenit de prezenastlpilor care, de regul sunt substanial mai lai dect grinzile. Se pot adopta soluii n carearmturile ocolesc stlpul prin ndoirea sub unghiuri suficient de mici pentru a limita tendinade ndreptare a armturii n zona de deviere a acesteia, sau soluii n care armturile sesudeaz de gulere rigide i rezistente din piese metalice (corniere cu rigidizri) montateimediat deasupra i dedesuptul grinzii. n cazul armturilor de diametru relativ mic (14 mm)

se pot folosi ancore postinstalate n stlp, nndite prin petrecere cu armturile de laextremitile grinzii.

F.3.4.4.3.3 Consolidarea cu piese de oel

(1) Sporirea rezistenei la ncovoiere cu ajutorul unor piese de oel se bazeaz pe principiileenunate la F.3.4.4.3.1(1) i (2).

(2) n cazul stlpilor, sporul de rezisten n zona nodurilor se poate realiza numai prin piesede tabl sau din cornier care pot s treac pe lng grinzi, traversnd placa planeului.Msurile de armare transversal a nodului, indicate la F.3.4.4.2.3 C sunt eficiente i pentru ampiedica flambajul pieselor de oel.

(3) n cazul grinzilor, continuizarea pieselor de oel pe reazeme se face cu procedee similarecu cele indicate la F.3.4.4.3.2(4) pentru armturile de oel beton utilizate n cmile de betonarmat.

F.3.4.4.4 mbuntirea deformabilitii (ductilitii) elementelor structurale

(1) Deficitul de ductilitate al elementelor cadrului, al stlpilor n special, se corecteaz prinsporirea seciunilor i prin msuri de fretare a betonului care s limiteze deformaiatransversal a zonelor comprimate.

(2) Obiectivele indicate la (1) se realizeaz prin cmuirea seciunilor cu beton armat, piesemetalice sau FRP.

(3) Detaliile de cmuire prezentate la F.3.4.2.2, n vederea mbuntirii rezistenei la fortietoare sunt adecvate i pentru sporirea ductilitii secionale.

F.3.4.5 Intervenii cu transformarea sistemului structural

F.3.4.5.1 Aspecte generale

(1) Soluiile de intervenie care au n vedere transformarea sistemului structural n cadrede beton armat pot utiliza una din urmtoarele tehnici principale:

(a)Contravntuirea cadrelor cu elemente din otel;

(b)Introducerea unor perei structurali sau nuclee de beton armat;

(c)Umplerea ochiurilor de cadru cu zidrie armat sau cu panouri metalice;(d)Ataarea de contraforturi la exteriorul construciei;

(e)Ataarea cadrelor existente la construcii noi, puternice, n care necesitatea deextindere a cldirii permite aceasta;

(2) Transformarea structurii n cadre de beton armat este avantajoas dac aplicareasoluiei conduce la intervenii localizate. n general, introducerea unor elemente mult mairigide i rezistente fa de cadrele existente poate determina o reducere sensibil a cerinelorde rezisteni ductilitate n elementele neconsolidate ale cadrului. Astfel este posibil s seevite o intervenie generalizat asupra majoritii elementelor structurale.


32/251

3-20

(3) Dac elementele structurale nou introduse nu relaxeaz suficient cerinele de rezisteni/sau ductilitate n elementele neconsolidate, poate aprea necesar s se consolideze, princmuire, i o parte din elementele existente.

(4) Introducerea unor elemente noi, rigide i rezistente, modific repartizarea ncrcrilorlaterale ntre componentele structurii laterale astfel realizate. Pereii de beton armat i

panourile de cadru contravntuite urmeaz s preia o parte important din aceste ncercri, pe

care trebuie s le transmit la terenul de fundare. Ca urmare, n asemenea situaii trebuie luatemsuri de ntrire i dezvoltare a sistemului de fundaie existent, pentru a face posibilsatisfacerea cerinelor la baza structurii.De asemenea, planeele trebuie verificate dac sunt capabile s preia eforturile ce le revindup consolidarea structurii verticale i dac nu sunt, trebuie, la rndul lor, s fie consolidate.

F.3.4.5.2 Introducerea de contravntuiri de oel

F.3.4.5.2.1Aspecte generale

(1) Transformarea sistemului structural n cadre prin introducerea de contravntuiri metalice

ofer urmtoarele avantaje:(a)creterea substanial a rezistenei i a rigiditii structurii;

(b)realizarea mai simpl a golurilor necesare pentru iluminatul natural, circulaie, npanourile n care se intervine etc.;

(c)creterea masei introduse prin ataarea elementelor metalice de consolidare este multmai mic, n raport cu alte soluii de intervenie;

(d)soluia de consolidare poate fi prefabricati astfel durata de execuie se poate reducesemnificativ.

(2) Dimensionarea elementelor de contravntuire va urmri limitarea deplasrilor lateralepn la valori acceptabile pentru elementele structurii de rezisten existente. Se vor folosimodele de calcul complete n care s se ia n considerare aportul structurii existente i a celeiadugate.Stlpii legai cu contravntuirile i grinzile existente vecine, situate n continuarea panourilorcontravntuite, i modific semnificativ eforturile i, ca urmare, aceste elemente trebuieanalizate n mod special.

(3) Sistemele de contravntuiri metalice pot fi introduse att la exteriorul, ct i lainteriorul construciei.

(a)Amplasarea acestora la exterior permite n general o execuie mai facili cu costurimai mici, ns soluia de consolidare este vizibil i poate avea un impact negativasupra aspectului estetic al faadelor. n plus elementele metalice sunt direct expuse

agenilor corozivi din mediul nconjurtor i, n consecin, vor necesita lucrri dentreinere mai frecvente.

(b)n cazul contravntuirilor metalice introduse la interiorul construciei, acestea urmeazs fie dispuse n lungul cadrelor existente din beton armat, astfel nct s se asigure ointeraciune optim ntre cadrele existente i contravntuiri, iar grinzile existente s

poat fi utilizate drept elemente de colectare a ncrcrilor ineriale.

n unele situaii poate fi avantajos ca elementele de contravntuire s fie plasate alturi(adosate) de stlpii i grinzile cadrului existent, soluie care permite simplificarea legturiidintre elementele noi i cele existente i, n general, o execuie mai simpl.


33/251

3-21

F.3.4.5.2.2 Tipuri de soluii

(1) Soluia de contravntuire este caracterizat n principal prin:

- dispoziia contravntuirilor, care poate fi cu bare cu axele intersectate n noduri, rezultndcontravntuiri concentrice sau cu excentricitate la noduri, rezultnd contravntuiriexcentrice;

- modul de conectare al contravntuirilor la structura existent, care poate fi direct sau prinintermediul unei rame metalice.

(2) Sisteme de contravntuiri concentrice

(2.1) Dispoziia barelor

n cazul contravntuirilor concentrice se poate alege una din schemele de dispunere acontravntuirilor din fig. F.3.4.19:

- contravntuiri diagonale individuale (fig. F.3.4.19(a))

- contravntuiri n X, pe fiecare nivel (fig. F.3.4.19(b))

- contravntuiri n V sau , cu sau fr bare de ntrziere a flambajului (fig.F.3.4.19(c), (d))- contravntuiri diagonale n X, pe dou sau mai multe niveluri (fig. F.3.4.19(e), (f)).

Figura F.3.4.19


34/251

3-22

(2.2) Comportarea la aciuni seismice

(i) Proiectarea contravntuirilor de oel n vederea consolidrii structurilor existente tip cadrude beton armat, se poate baza pe dou concepii privind impunerea mecanismului structural dedisipare de energie. Cele dou tipuri de comportare la aciuni seismice implic:

- disiparea cu prioritate a energiei n diagonalele ntinse ale sistemului de contravntuiri,sau

- disiparea energiei n elementele verticale ale structurii existente, ntrite sau nu, dupcaz, cu elemente de oel suplimentare.

(ii) Primul tip de mecanism se caracterizeaz prin incursiuni postelastice semnificative alediagonalelor ntinse, i de flambajul local al barelor comprimate. Ruperea structurii intervineatunci cnd deplasrile laterale devin excesive i duc la ruperea la for tietoare sau lancovoiere a stlpilor existeni de beton armat.Comportarea structurilor astfel concepute este controlat mai puin sigur prin calcululstructural. Capacitatea de disipare a energiei sub aciunea ciclic a cutremurelor puternice estelimitat ca urmare a unei rapide degradri a rezistenei i rigiditii.Principalele aspecte ale comportrii care duc la o asemenea situaie sunt:

- flambajul repetat al barelor produce un transfer brusc al eforturilor la diagonalantins, amplificnd, uneori foarte mult, solicitarea acesteia;

- flambajul repetat al barelor produce o reducere progresiv a buclelor histeretice;- deformarea elementului comprimat supune prinderile, prin rotirile de la extremiti, la

eforturi mari i, de asemenea, cnd este cazul, poate deteriora pereii de umplutur;- diagonalele ntinse acumuleaz deformaii tot mai mari, de la ciclu la ciclu, sporind i

deplasrile laterale deoarece deformaiile de ntindere nu sunt recuperate la ncrcarean sens invers, ca urmare a flambajului prin compresiune;

- diagonalele ntinse nu sunt capabile s revin la forma rectilinie iniial pe care aupierdut-o prin solicitarea la compresiune, n special dac barele au flambat plastic.

Din acest motiv, prin proiectarea adecvat a zvelteei barelor se impune flambajulelastic al acestora.- flambajul necontrolat al unor diagonale poate crea la nivel de structur efecte generale

de rsucire, neprevzute la proiectare.Ca urmare, utilizarea acestui tip de soluie este recomandat n zone cu seismicitate mai joas,

pentru cerine de deplasare limitate, i numai pe baza unei analize cuprinztoare a tuturoraspectelor de proiectare.La dimensionarea elementelor consolidrii, se recomand adoptarea unor valori q alefactorilor de comportare egali cu 2,0, n cazul contravntuirilor n V i , la care sunt activeatt diagonalele ntinse, ct i cele comprimate, i cu 3,5, n cazul contravntuirilor dindiagonale ncruciate, n situaia n care numai diagonalele ntinse sunt disipativeSe vor respecta prevederile P 100-1/2006, 6.7.3, referitoare la zvelteea diagonalelor.

(iii) Al doilea tip de mecanism implic limitarea deformaiilor diagonalelor ntinse ndomeniul elastic, care s permit o cuplare foarte eficient a stlpilor panoului contravntuit,asigurnd un bra de prghie egal cu distana interax ntre stlpi.Disiparea de energie se realizeaz prin deformaia plastic a armturilor din stlpul ntins,ntrit, dac este cazul, cu elemente de oel longitudinale, i a grinzilor de cadre.Aceast concepie decurge din metoda ierarhizrii capacitii lor de rezisteni soluia poatefi controlat prin calcul.Tipul de contravntuire recomandabil este cu diagonale individuale sau ncruciate.Aceast soluie poate fi aplicat ori de cte ori condiiile constructive o permit i consumul de

oel este acceptabil.


35/251

3-23

Se recomand ca dimensionarea elementelor de consolidare s se fac pe baza unui factor decomportare q = 4,0.

(2.3) Soluii constructive

Soluiile constructive de consolidare prin contravntuiri de oel se grupeaz, din punctul devedere al modului de realizare al conectrii elementelor de oel la structura existent de betoni al modului n care se transmit eforturile ntre sistemul existent i cel adugat, n urmtoarelecategorii:

(i) Soluii n care diagonalele metalice sunt prinse direct de elementele structurii existente debeton armat.Legturile diagonalelor cu grinzile i stlpii cadrelor existente se fac prin gusee solidarizate degulere metalice aplicate pe capetele de grinzi i de stlpi, la nodurile de cadru (fig. F.3.4.20).

Figura F.3.4.20

n eventualitatea c rezistena efectiv a grinzilor i stlpilor nu este suficient, acesteelemente se vor ntri prin elemente de oel longitudinale continue, adosate i conectateadecvat de betonul existent. Se poate aplica, la limit, cmuirea n ntregime a elementelorde beton armat cu cte un tub metalic.

O variant a acestei soluii este plasarea diagonalelor de contravntuire n faada cldirii,atunci cnd exigenele arhitecturale o permit. n acest caz, piesele de oel ale contravntuiriise prind de stlpii i grinzile cadrelor marginale, cu buloane pretensionate (fig. F.3.4.21).

Stlp debeton armat

Gulermetalic

Gulermetalic

Guseumetalic

Contravntuire

Grind debeton armat

Guseumetalic


36/251

3-24

Figura F.3.4.21

Soluia (i) ntmpin o serie de dificulti constructive. De exemplu, numrul mic de conectoricu care trebuie realizat legtura concentratntre structura existenti cea adugat.

(ii) Soluii n care cadrului existent i se adoseaz un cadru complet contravntuit din oel.Plasarea cadrului metalic n planul cadrului existent ntmpin dificulti de ordin practic.Astfel:

- legarea tlpii metalice de intradosul grinzii de beton prin conectori este uneori foartedificil datorit distanelor mici ntre barele longitudinale de la partea inferioar agrinzilor;

- continuizarea montantului de oel pe vertical, adugat atunci cnd este necesar, estempiedicat, n zona nodurilor, de grinzile existente;- dimensiunile elementelor existente difer de multe ori de cele din proiect i variaz de

la nivel la nivel; dimensiunile elementelor metalice trebuie verificate prin msurtorin teren, dac soluiile de mbinare nu admit tolerane suficient de mari.

Din acest motiv, poate fi preferabil s se monteze cadrul metalic alturi de cel existent. Celedou cadre trebuie conectate pentru a ncrca noul cadru de oel cu for vertical. Dacstlpul de beton este prevzut s fac parte din talpa vertical ntins, trebuie verificatenndirile armturilor verticale i, dac acestea nu sunt suficiente, vor fi luate msuri dembuntire a aderenei prin cmuirea adecvat a zonei de mbinare

Cteva detalii de prindere sunt figurate principial n fig. F.3.4.22 i F.3.4.23.n fig. F.3.4-22(a) i (b) se prezint soluii de prindere a profilului dublu T, care conine talpaorizontal a cadrului de oel contravntuit, de grinda cadrului de beton armat existent. Se potfolosi i alte forme de seciune, de exemplu seciuni tubulare care permit mbinri avantajoasecu diagonalele.

Contravntuire

uruburipretensionate

ContravntuireStlp Scaun


37/251

3-25

Figura F.3.4.22

n fig. F.3.4.23 se prezint cteva tipuri de soluii de prindere a montanilor verticali ai

cadrului contravntuit metalic, de stlpii existeni, trecnd pe lng grinzile existente.

bar orizontal a cadruluimetalic contravntuit

conectori cu aderenchimic

guri forate

profil cornier

bar orizontal a cadrului metaliccontravntuit

suduruzinat

grindinterioar

gaur forat

conector cuaderenchimic

(a)

grindmarginal

(b)


38/251

3-26

Figura F.3.4.23

n fig. F.3.4.24(a) se prezint detaliul care poate fi utilizat n cazul n care dimensiunile nplan ale stlpului sunt substanial mai mari dect limea grinzilor. Un astfel de caz se poatentlni la unele cldiri la care stlpii faadelor sunt ieii n afar pe considerente de aspect.

gaur forat

profil cornier

montant verticalprofil dublu T

sudur uzinatsau de antier

(a)

montant verticalprofil dublu T

conectori cuaderen chimic

guri forate

conector cuaderen chimic

stlp interior

stlp marginal

(b)


39/251

3-27

Figura F.3.4.24

(iii) Soluia n care contravntuirile de oel sunt nrmate ntr-o ram metalic, care esteconectat indirect prin intermediul unui strat de mortar armat introdus n spaiul dintre cadrul

de beton armat i rama metalic (fig. F.3.4.25).Panoul metalic este dispus n axul cadrului de beton. Soluia este aplicabil n cazul n careforele laterale nu sunt excesive. Conectarea se realizeaz prin dou rnduri de conectori,respectiv gujoanele sudate de rama metalici conectorii adereni postinstalai la intradosulgrinzii.


40/251

3-28

Figura F.3.4.25

Pentru a evita armturile din partea inferioar din grinzi, se folosesc conectori de capacitimai mici i mai numeroi, care permit o transmitere mai uniform a eforturilor ntre ramametalici elementele de beton armat.Aplicarea soluiei tip (iii) presupune c barele structurii existente, prin alctuirea lor, sunt nmsur s preia eforturile ce le revin.Soluia permite prefabricarea integral sau parial a panoului de contravntuire din oel, iarspaiul de mortar intermediar permite utilizarea aceluiai panou la mai multe niveluri, cudimensiuni uor diferite de ale grinzilori stlpilor, i, n general, permite tolerane mai mari.

Pentru calculul i alctuirea de detaliu a elementelor contravntuirilori a prinderilor de oel,se vor respecta prevederile specifice din codul de proiectare seismicP 100-1/2006, cap.6, idin STAS 10108/0-78.

(3) Sisteme de contravntuiri excentrice

(3.1) Dispoziia barelor

(i) prinderea excentric a barelor la noduri duce la formarea unor bare cu lungimi mici, nmsur s disipe n mod avantajos energia prin deformaii plastice de forfecare (n realitate,deformaii plastice pe direcia eforturilor unitare principale), i/sau de ncovoiere. Aceste bare

se numesc bare disipative (sau linkuri active).(ii) Atunci cnd sunt utilizate pentru consolidarea structurilor tip cadru de beton armat,contravntuirile excentrice se pot dispune numai n form de Y, sau de Y ntors (fig.F.3.4.26). Este esenial s nu se monteze barele disipative n lungul grinzilor, sau stlpilor,astfel ca deformaiile linkurilor s se poat dezvolta nengrdit.

(iii) Prinderea contravntuirilor excentrice se poate face direct pe elementele structurii debeton existente (fig. F.3.4.27(a)) sau prin intermediul unei rame care, la rndul ei, poate fiprins direct sau prin intermediul unui strat de mortar armat (fig. F.3.4.27(b)).

Cadru de beton armat

Conectori post-instalai

Gujon cu capFret transversal

Mortar necontractilinjectat cupresiune

ContravntuireRammetalic

Suprafabuciardat

Conectori post-instalaiFret transversal

Suprafabuciardat

Ram metalic

Contravntuiremetalic


41/251

3-29

Figura F.3.4.26

Figura F.3.4.27

(3.2) Comportarea la aciuni seismice(i) Funcie de proporii, alctuirea seciunii i implicit, funcie de raportul ntre momentul

plastic de ncovoiere i fora tietoare de plastificare, barele disipative se clasific n treicategorii:

- bare disipative (linkuri) scurte;- bare disipative (linkuri) lungi;- bare disipative (linkuri) cu lungime medie.

(ii) Concepia de proiectare seismic a structurilor cu contravntuiri excentrice are n vedereca disiparea energiei induse de cutremur s se realizeze, n cea mai mare parte, prindeformarea ciclic a linkurilor n domeniul plastic.Linkurile scurte evideniaz deformaii de forfecare, linkurile lungi se plastific prindeformaii de ncovoiere, iar linkurile cu lungime medie prezint o comportare intermediar,cu deformaii plastice combinate din forfecare i ncovoiere.Comportarea cea mai avantajoas o ofer linkurile scurte.

(iii) Ele

p100-3 Anexa F-Indrumator Consolidare

Documents

Transcript of p100-3 Anexa F-Indrumator Consolidare