UNIVERSITATEA TEHNICĂ DE CONSTRUCŢII BUCUREŞTI FACULTATEA DE CONSTRUCŢII CIVILE, INDUSTRIALE ŞI AGRICOLE

P100-3 / COD DE EVALUARE SI PROIECTARE A LUCRĂRILOR DE CONSOLIDARE LA CLĂDIRI

EXISTENTE, VULNERABILE SEISMIC VOL. 2 - CONSOLIDARE

Redactarea a I-a

CONTRACT 216 din 08.11.2005 (Ctr. U.T.C.B. nr. 159/02.08.2005)

Beneficiar: M.T.C.T.

Responsabil lucrare, PROF. DR. ING. TUDOR POSTELNICU

TABLA DE MATERII 1. INTRODUCERE

1.1 Conţinut şi domeniu de aplicare 1-1 1.2 Obiective de performanţă. Stări limită. 1-2 1.3 Terminologie 1-3

2. BAZELE ALEGERII SOLUŢIILOR DE INTERVENŢIE 2.1 Criterii pentru alegerea soluţiilor de intervenţie 2-1 2.2 Opţiuni pentru strategia de intervenţie 2-2 2.3 Alte strategii posibile 2-3 2.4 Soluţii pentru corectarea deficienţelor de alcătuire a structurii 2-4

2.4.1 Identificarea deficienţelor structurale 2-4 2.4.2 Tipuri de soluţii pentru remedierea neregularităţilor pe

verticală 2-4 2.4.3 Tipuri de soluţii pentru remedierea neregularităţilor în plan 2-5 2.4.4 Soluţii pentru corectarea traseului încărcărilor 2-6

3. CONSOLIDAREA STRUCTURILOR DE BETON ARMAT 3.1 Tipuri de intervenţii 3-1 3.2 Reparaţii la structurile de beton armat 3-1

3.2.1 Aspecte generale 3-1 3.2.2 Injectarea fisurilor cu răşini epoxidice 3-1 3.2.3 Injectarea fisurilor cu mortar 3-2 3.2.4 Înlocuirea fragmentelor de beton desprinse 3-2 3.2.5 Înlocuirea armăturilor 3-2

3.3 Tipuri de consolidare pentru structuri de beton armat 3-3 3.4 Lucrări de consolidare a structurilor în cadre de beton armat 3-4

3.4.1 Aspecte generale 3-4 3.4.2 Intervenţii care nu implică modificarea sistemului structural 3-5 3.4.3 Intervenţii cu transformarea sistemului structural 3-18 3.4.4 Comparaţie între diferitele soluţii de intervenţie 3-44

3.5 Consolidarea structurilor cu pereti de beton armat 3-46 3.5.1 Tipuri de masuri de consolidare a peretilor de beton armat 3-46 3.5.2 Cresterea rezistentei la incovoiere 3-47 3.5.3. Cresterea deformabilitatii (cresterea ductilitatii) 3-49 3.5.4. Cresterea rezistentei la forta taietoare 3-50

3.6 Intervenţii asupra planşeelor 3-52 3.6.1 Probleme generale 3-52 3.6.2 Soluţii de sporire a rezistenţei la forţă tăietoare 3-52 3.6.3 Soluţii de sporire a rezistenţei la încovoiere 3-54 3.6.4 Sporirea capacităţii de transmitere a forţelor de lunecare

între placă şi elementele structurii verticale 3-55 3.6.5 Soluţii de sporire a rezistenţei în jurul golurilor 3-55

4. CONSOLIDAREA STRUCTURILOR DE OŢEL *)

5. LUCRĂRI DE INTERVENŢIE PENTRU REDUCEREA RISCULUI SEISMIC AL CLĂDIRILOR DIN ZIDĂRIE 5-1

5.1 Obiectul capitolului 5-1 5.2 Categoriile şi scopul lucrărilor de intervenţie pentru reducerea

riscului seismic al clădirilor din zidărie 5.2.1 Categorii de lucrări pentru reducerea riscului seismic 5-1 5.2.2 Scopul lucrărilor pentru reducerea riscului seismic 5-2

5.3 Alegerea categoriei lucrărilor de intervenţie 5-3 5.3.1 Criterii pentru alegerea categoriei lucrărilor de intervenţie 5-3 5.3.2 Categorii de lucrări de intervenţie recomandate 5-9

5.4 Calculul şi verificarea lucrărilor pentru reducerea riscului seismic 5-10 5.4.1 Bazele calculului lucrărilor de intervenţie 5-10 5.4.2 Modele şi metode de calcul 5-10 5.4.3 Criterii de verificare 5-11

5.5 Lucrări de reparaţie 5-11 5.6 Lucrări de consolidare 5-12

5.6.1 Intervenţii de consolidare individuală a elementelor structurale 5-12

5.6.2 Intervenţii de consolidare de ansamblu 5-13

6. INTERVENŢII ASUPRA STRUCTURILOR DIN LEMN 6-1 6.1 Criterii pentru alegerea sistemului de intervenţie 6-1 6.2 Principii de bază privind stabilirea soluţiilor de intervenţie 6-1 6.3 Modalităţi de intervenţie 6-1 6.4 Analiza degradărilor datorate condiţiilor de exploatare 6-1 6.5 Intervenţii asupra elementelor structurale 6-2 6.5.1 Intervenţii asupra elementelor degradate ale planşeelor

din lemn 6-2 6.5.2 Intervenţii asupra legăturilor dintre planşeele din lemn şi

pereţii din zidărie 6-3 6.5.3 Intervenţii asupra planşeelor din lemn pentru sporirea

rigidităţii acestora 6-4 6.5.4 Intervenţii asupra şarpantelor din lemn la clădiri cu pereţi

din zidărie 6-5 6.5.5 Intervenţii asupra elementelor verticale (stâlpi, diafragme) 6-8

6.5.6 Intervenţii la clădiri vechi cu structura din lemn 6-9 6.6 Etapele lucrărilor de intervenţie 6-9

7. REDUCEREA RISCULUI SEISMIC AL COMPONENTELOR NESTRUCTURALE ALE CONSTRUCŢIILOR 7-1

7.1 Obiectul capitolului 7-1 7.2 Scopul reducerii a riscului seismic CNS 7-1 7.3 Niveluri de performanţă seismică ale CNS după reabilitarea

seismică 7-2

7.4 Stabilirea ordinii de prioritate pentru reabilitarea seismică a CNS 7-3 7.5 Procedee de reabilitare seismică a CNS 7-5 7.6 Măsuri simple pentru reducerea riscului seismic al CNS 7-6 7.7 Reducerea riscului seismic al CNS prin înlocuirea CNS vulnerabile 7-7 7.8 Reabilitarea seismică a CNS prin legături suplimentare cu structura 7-8

7.8.1 Reducerea riscului seismic al CNS prin elemente de contravântuire 7-8 7.8.2 Reducerea riscului seismic al CNS prin prinderi rigide de structură 7-9

7.9 Reabilitarea seismică a CNS prin lucrări de reparaţie 7-9 7.10 Reabilitarea seismică a CNS prin lucrări de consolidare 7-10 7.11 Procedee de reabilitare seismică specifice unor componente

arhitecturale (elemente de construcţie) 7-10 7.11.1 Perete cortină exterior 7-10 7.11.2 Elemente adăugate anvelopei construcţiei 7-11 7.11.3 Pereţi de compartimentare 7-11 7.11.4 Tavane suspendate şi corpuri de iluminat 7-12

7.12 Procedee de reabilitarea seismică specifice instalaţiilor 7-12 7.13 Procedee de reabilitare seismică specifice echipamentelor

electromecanice 7-13 7.14 Procedee de reabilitare seismică specifice mobilierului din clădiri 7-13 8. REABILITAREA SEISMICĂ A CLĂDIRILOR FOLOSIND SISTEME DE DISIPARE A ENERGIEI 8-1 8.1 Introducere 8-1 8.2 Cerinţe generale 8-3 8.3 Modelarea elementelor de disipare a energiei 8-4 8.4 Spectrul de răspuns elastic pentru diferite fracţiuni din amortizarea

critică 8-4 8.5 Cerinţe suplimentare 8-6 9. INTERVENŢII PRIN IZOLAREA SEISMICĂ A BAZEI *)

*) Capitolele 4 şi 9 se prezintă la Redactarea a II-a a prezentei lucrări.

1-1

1. INTRODUCERE1

Conţinut şi domeniu de aplicare

Partea a 2-a a codului P100-3: 2006 cuprinde prevederi referitoare la proiectarea intervenţiilor la construcţiile afectate de acţiuni seismice sau la construcţii cu vulnerablilitate seismică.

Întocmirea proiectului de intervenţie se va baza pe concluziile raportului de

evaluare seismică a construcţiei, care identifică deficienţele structurale şi nestructurale, şi stabileşte clasa de risc seismic.

Prevederile prezentului cod sunt aplicabile structurilor de clădiri din beton armat,

oţel, lemn sau zidărie, precum şi componentelor nestructurale din aceste construcţii.

Codul se referă la elementele de concepţie generală a intervenţiei şi conţine

indicaţii pentru alegerea soluţiilor şi tehnicilor de consolidare. Având în vedere varietatea practic nelimitată a condiţiilor seismice, a tipurilor de construcţii şi a tipurilor de deficienţe, codul stabileşte în special principiile măsurilor de intervenţie, descriind un număr limitat de soluţii, cu o aplicabilitate mai largă pe considerente de eficienţă, condiţii de execuţie şi economicitate. Soluţiile prezentate în cod trebuie considerate ca un set minimal, fiind posibilă aplicarea şi a altor soluţii care să respecte principiile de bază ale proiectării seismice.

Codul nu tratează proiectarea de detaliu a elementelor de consolidare, care constituie obiectul Ghidului de proiectare a măsurilor de consolidare seismică.

Obiective de performanţă. Stări limită. Codul urmăreşte, în acord cu concepţia de proiectare seismică stabilită în P100-1:

2006, două obiective de bază ale performanţei seismice, siguranţa vieţii şi, respectiv, limitarea degradărilor.

Obiectivul de bază Siguranţa vieţii se asociază în condiţiile sistemului de

siguranţă din România cu cutremurul cu intervalul mediu de recurenţă IMR = 100 ani şi înseamnă în principal: - evitarea prăbuşirii construcţiei care, deşi rămâne degradată, rămâne

reparabilă; - asigurarea căilor de ieşire din clădire; - prevenirea accidentării sau pierderii vieţii oamenilor datorită desprinderii şi

prăbuşirii unor componente nestructurale (pereţi despărţitori, cornişe, atice, geamurile sau panourile opace ale faţadelor cortină etc.).

1 In Codul de consolidare P100-3/2006 au fost preluate, cu permisiunea Japan Building Disaster Prevention Association, cunostinte si informatii din Guidelines for Seismic Retrofit of Existing Reinforced Concrete Buildings, 2001. Permisiunea de preluare a fost obtinuta in cadrul Proiectului JICA de Reducere a Riscului Seismic la Cladiri si Structuri in Romania.

1-2

Din punct de vedere practic acest obiectiv de performanţă se consideră atins dacă sunt satisfăcute verificările impuse de P100-1: 2006 pentru starea limită ultimă ULS.

Obiectivul de bază Limitarea degradărilor se asociază din punct de vedere al nivelului hazardului seismic cu cutremurul cu intervalul mediu de recurenţă IMR = 30 ani şi înseamnă în principal limitarea degradărilor elementelor nestructurale, astfel încât repararea acestora să nu afecteze semnificativ utilizarea clădirilor. Din punct de vedere practic acest obiectiv de performanţă se consideră atins dacă sunt satisfăcute verificările impuse de P100-1: 2006 pentru starea limită de serviciu (SLS).

Diferenţierea măsurilor de consolidare pentru a obţine grade de asigurare sporite, pentru construcţii din clasele 1 şi 2 de importanţă – expunere la cutremur, se face prin amplificarea forţelor seismice de proiectare cu valoarea γI ≥ 1 a factorului de importanţă.

În cazul construcţiilor cu importanţa deosebită şi oridecâteori proprietarii clădirilor

intenţionează să realizeze un nivel sporit de asigurare se pot avea în vedere şi alte obiective de performanţă decât cele de bază, asociate la cutremur caracterizate de alte valori IMR. Procedura de verificare a clădirilor la diferitele stări limită selectate pe baza conceptelor proiectării seismice bazate pe performanţe este prezentată în anexa A din P100-3: 2006.

Prevederile codului au în vedere considerarea unor construcţii individuale a cărei

vulnerabilitate la acţiuni seismice a fost stabilită prin evaluarea construcţiei pe baza P100-3: 2006 partea I.

În măsura în care construcţia aparţine unei anumite tipologii bine definite, de exemplu a fost realizată pe baza unui proiect tip, aplicat de numeroase ori, soluţiile stabilite pentru un exemplar din seria de construcţii similare pot fi aplicate şi la celelalte, dacă şi condiţiile locale de amplasament sunt suficient de apropiate.

Soluţiile de consolidare la nivel de principiu sunt prezentate în raportul de

expertiză. Fezabilitatea şi eficienţa soluţiilor propuse sunt fundamentate de un calcul structural suficient de detaliat pentru acest scop.

Terminologie Lucrările de intervenţie de diferite naturi sunt definite în diferite moduri în documentele normative din diferite ţări, ca şi în literatura de specialitate. În cadrul prezentelor Instrucţiuni, diferiţii termeni sunt utilizaţi cu următoarele semnificaţii: - Consolidare: refacerea sau înnoirea oricărei părţi a construcţiei (a unor elemente sau ansamblu de elemente) în scopul obţinerii unei capacităţi structurale sporite, de exemplu, capacitate de rezistenţă superioară, rigiditate mai mare, ductilitate mai amplă;

1-3

- Reparaţie: refacerea sau înnoirea oricărei părţi degradate sau avariate din construcţii cu scopul de a obţine acelaşi nivel de rezistenţă, rigiditate şi/sau ductilitate, cu cel anterior degradării; - Remodelare: refacerea sau înnoirea oricărei părţi a construcţiei având ca efect schimbarea funcţiunii sau a gradului de ocupare; - Intervenţie (structurală sau/şi nestructurală): concept care include termeni de consolidare, reparaţie si remodelare; - Reabilitare: refacerea sau înnoirea unei construcţii degradate pentru a asigura acelaşi nivel al funcţiunii pe care îl avea clădirea înainte de degradare.

2-1

2. BAZELE ALEGERII SOLUŢIILOR DE INTERVENŢIE Criterii pentru alegerea soluţiilor de intervenţie

(1) Decizia de a interveni în alegerea strategiei şi a tehnicilor de intervenţie trebuie să se bazeze pe numeroase criterii de diferite naturi, care au în vedere: (i) Caracterizarea cuprinzătoare a acţiunii seismice pe amplasament. Aceasta

include: identificarea surselor de hazard seismic; identificarea principalelor componente de hazard seismic pentru clădirile

investigate, ţinând seama şi de vulnerabilitatea acestora (amplitudinea şi componenţa de frecvenţe a mişcării terenului);

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

(ii) Caracterizarea funcţională a clădirii

precizarea tipului de clădire, a funcţiunii, a vârstei; perioada de exploatare ulterioară; cerinţe arhitecturale de diferite tipuri; grade de ocupanţă.

(iii) Caracterizarea siguranţei clădirii faţă de acţiunile de exploatare, în special a

celor seismice vulnerabilitatea structurală; vulnerabilitatea elementelor nestructurale, a instalaţiilor şi echipamentelor.

Stabilirea vulnerabilităţii construcţiei sub diferite aspecte reprezintă obiectivul operaţiei de evaluare seismică.

(iv) Stabilirea nivelurilor de performanţă necesară (siguranţa vieţii, ocupanţă

imediată, prevenirea prăbuşirii), funcţie de grupa de expunere la hazard şi importanţa construcţiei.

(v) Posibilităţile economice, tehnologice, de resurse de diferite tipuri. (vi) Gradul de afectare al funcţiunii construcţiei pe durata executării lucrărilor (de

exemplu, prin necesitatea de a evacua clădirea). (vii) Posibilităţile concrete de execuţie pe amplasament referitoare la amenajarea

şantierului, a acceselor pe reţeaua stradală publică, a spaţiilor necesare montării macaralelor etc.

(2) În cadrul expertizei sau al studiului de fezabilitate, după caz, se vor analiza două sau mai multe scheme alternative de intervenţie. Pentru fiecare din acestea, se evaluează reducerea vulnerabilităţii faţă de sursele de hazard seismic pe amplasament şi se selectează cea mai eficientă soluţie pe baza celor mai importante criterii pentru cazul considerat. Calculele structurale şi de dimensionare ale elementelor de consolidare se vor face cu respectarea modelelor şi metodelor din P100-1: 2006 a regulilor suplimentare date în Ghidul de proiectare a măsurilor de consolidare.

2-2

Opţiuni pentru strategia de intervenţie

(1) Alegerea unei strategii de intervenţie corecte este condiţionată de întelegerea cât mai completă a deficienţelor individuale a elementelor structurale şi nestructurale, a efectului combinat al acestora asupra mecanismului comportării seismice a clădirii, precum şi a deficienţelor de ansamblu privind rezistenţa, deformabilitatea, redundanţa, regularitatea structurală. Măsurile de intervenţie trebuie să fie corelate cu gradul de afectare (degradare) a materialelor, ca efect al unor cutremure pe care le-a suportat construcţia, al altor acţiuni de exploatare specifice, al unor tasări diferenţiale ale terenului sau al unor factori de mediu. Identificarea deficienţelor de rezistenţă, deformabilitate, a deficienţelor de alcătuire individuală şi de ansamblu, a stării de degradare este realizată în cadrul evaluării seismice prin verificarea listelor de condiţii specifice construcţiei şi stabilirea valorilor indicatorilor R1, R2, R3 din P100-3 Partea 1. (2) Măsurile de intervenţie urmăresc să elimine sau să reducă semnificativ deficienţele de diferite naturi ale structurii şi dintre acestea să se obţină condiţia de siguranţă: cerinţa seismică ≤ capacitatea construcţiei. Strategia de intervenţie se poate baza pe: - reducerea cerinţelor seismice; - îmbunătăţirea caracteristicilor mecanice cu care este înzestrată construcţia; - măsuri combinate. (3) Reducerea cerinţelor seismice se realizează: (a) în ceea ce priveşte reducerea cerinţelor de rezistenţă, respectiv, reducerea forţelor seismice de proiectare: (i) prin sporirea proprietăţiilor de rigiditate ale structurii şi/sau reducerea masei construcţiei, pentru a depărta cât mai mult perioada T1 a oscilaţiilor proprii în modul fundamental de perioada corespunzătoare amplificării maxime din spectrul de răspuns în acceleraţii. O asemenea strategie este indicată în cazul amplasamentelor caracterizate de perioada Tc = 1.6 sec din spectrul de acceleraţie. Practic sporirea rigidităţii structurii se obţine prin mărirea dimensiunilor elementelor structurale şi/sau adăugarea altor elemente structurale.

NOTĂ Deşi reducerea perioadelor proprii de oscilaţie pentru domeniul T ≤ Tc al spectrului nu duce la reducerea forţelor de proiectare, datorită adoptării în mod acoperitor a unei valori constante (de palier) pentru acceleraţia spectrală în acest domeniu, îndepărtarea de condiţiile de rezonanţă din zona T1 = Tc reprezintă un obiectiv de urmărit întotdeauna.

(ii) prin reducerea rigidităţii laterale a construcţiei în situaţiile în care se poate obţine o perioadă a oscilaţiilor proprii superioară perioadei Tc, situând construcţia într-un domeniu în care valorile spectrale ale acceleraţiei scad cu creşterea perioadei. Practic aceasta se poate realiza prin izolarea seismică a bazei, sau mai rar, prin tăierea unor legături structurale. De exemplu prin separarea parapeţilor de beton armat de stâlpi. Această strategie este recomandabilă în special pe amplasamente cu valori Tc ≤ 1 sec. (iii) prin introducerea unor amortizori în sistemul structural, care prin absorbţia şi disiparea unei părţi semnificative din energia seismică indusă în structură, limitează eforturile ce revin elementelor structurale.

2-3

(b) în ceea ce priveşte reducerea cerinţelor de deplasare: (i) prin reducerea perioadei oscilaţiilor proprii a structurii, respectiv prin sporirea rigidităţii şi/sau reducerea maselor. (ii) prin introducerea de izolatori seismici la bază, care prin absorbţia celei mai mari părţi a deplasării laterale produsă de cutremur, limitează deplasările relative ale elementelor structurale. (4) Îmbunătăţirea caracteristicilor mecanice ale structurii urmăreşte: (i) sporirea rezistenţei elementelor structurale, recomandabilă în special la structurile cu deficit de deformabilitate în domeniul postelastic (ductilitate) atunci când îmbunătăţirea proprietăţilor de ductilitate este dificil de realizat practic. (ii) sporirea rigidităţii la forţe laterale. Sporirea rigidităţii reduce nu numai cerinţele, ci şi deplasările efective sub valori date ale forţelor laterale. (iii) sporirea capacităţii de deformare în domeniul postelastic. Măsurile de îmbunătăţire a acestei proprietăţi asigură, de regulă, şi o comportare histeretică mai stabilă, caracteristică deosebit de importantă pentru un răspuns seismic favorabil.

NOTĂ În multe cazuri intervenţia unei caracteristici structurale modifică şi cerinţele seismice. Configuraţia şi ordonatele spectrelor răspunsului seismic elastic şi inelastic, în acceleraţii şi în deplasări depind de parametrii structurali de rezistenţă, rigiditate şi ductilitate. De asemenea, în multe situaţii, intervenţii efectuate cu scopul îmbunătăţirii unei anumite proprietăţi, are efect şi asupra altor caracteristici structurale. De exemplu, cămăşuirea cu beton armat aplicată pentru sporirea ductilităţii locale a unui stâlp, funcţie de modul concret de realizare a armării, poate asigura şi sporirea rezistenţei la forţă tăietoare şi la moment încovoietor.

Alte strategii posibile

(1) În condiţiile în care lucrările de consolidare impuse de starea construcţiei şi gradul de asigurare faţă de acţiunile seismice ar fi excesiv de scumpe şi ar implica întreruperea funcţiunii construcţiei timp foarte îndelungat pot fi avute în vedere şi alte opţiuni. Stabilirea strategiei celei mai indicate trebuie să fie rezultatul unei analize cost-beneficiu a mai multor soluţii, care să ia in considerare parametrii de bază, enumeraţi la 2.2(1). (2) Analiza ansamblului acestor exigenţe şi condiţiilor materiale disponibile pot duce şi la alte opţiuni pe lângă consolidarea construcţiei în ansamblul ei. Asemenea soluţii pot fi: - reducerea gradului de ocupanţă a clădirii; - reducerea maselor şi a solicitărilor seismice ale construcţiei prin înlocuirea unor

pereţi grei cu pereţi uşori, prin mutarea unor utilaje şi echipamente grele de la nivelurile superioare ale clădirii, la subsol sau la parter;

- scurtarea duratei ulterioare de folosire a clădirii, respectiv declasarea clădirii; - reducerea regimului de înalţime al construcţiei prin desfacerea unui număr de

etaje de la partea superioară a clădirii; soluţia poate fi convenabilă mai ales atunci când clădirea prezintă retrageri substanţiale la aceste niveluri, cu efecte ample de excentrizare a maselor, a rezistenţei şi rigidităţii de ansamblu a clădirii;

- părăsirea clădirii şi impiedicarea accesului în zona aferentă a clădirii, până când se pot, eventual, ataca lucrările de consolidare necesare;

- demolarea completă a clădirii şi construirea unei clădiri noi, moderne; o asemenea soluţie poate fi indicată când cheltuielile reabilitării ar fi nejustificat de

2-4

mari, fără să fie posibile remodelări semnificative ale spaţiului pentru îmbunătăţirea funcţiunilor, pe terenuri foarte preţioase.

Soluţii pentru corectarea deficienţelor de alcătuire a structurii 2.4.1. Identificarea deficienţelor structurale (1) Deficienţele majore pe care le poate prezenta un sistem structural în ansamblu se referă la neregularităţi şi discontinuităţi, pe verticală şi în plan. Acestea pot genera eforturi şi deformaţii substanţial diferite de cele pe care le pot furniza metodele de calcul curente şi crează importante incertitudini în ceea ce priveşte atingerea obiectivelor de performanţă propuse. (2) Dacă anumite exigenţe privind caracterul regulat necesar al unei construcţii nu pot fi evitate, proiectantul intervenţiei trebuie să efectueze calculul structural pe modele cât mai fidele comportării structurii şi să ia măsuri constructive prin care să compenseze controlul mai puţin sigur al răspunsului seismic în asemenea situaţii. (3) Diferitele tipuri de neregularităţi şi discontinuităţi şi efectele lor potenţiale trebuie să fie evidenţiate în procesul de evaluare al construcţiei, conform P100-3: 2006, partea I. Acestea sunt reprezentate de: (a) Neregularităţi pe verticala construcţiei

Distribuţii neregulate ale rigidităţii la deplasare laterală; Distribuţii neregulate ale capacităţii de rezistenţă; Modificări semnificative ale gabaritelor clădirii pe verticală, incluzând distribuţii

diferite ale maselor; Discontinuităţi (devieri) în traseul pe verticală al încărcărilor către teren.

(b) Neregularităţi în planul construcţiei

Neregularităţile distribuţiei în plan ale rigidităţii, masei, capacităţii de rezistenţă, care toate produc efecte de torsiune de ansamblu;

forme neregulate în plan, în special colţurile intrânde în planul construcţiei, care crează concentrări excesive de eforturi;

discontinuităţi ale planşeelor, în special prin prevederea de goluri sau întreruperea legăturii pe anumite zone cu elementele sistemului vertical de rezistenţă la forţe laterale;

prevederea unor componente structurale (cadre, pereţi) înclinat faţă de axele ortogonale majore ale sistemului structural.

Alte deficienţe majore pe care le poate prezenta o structură, deficienţe evidenţiate în urma evaluării construcţiei pot fi constituite de lipsa de redundanţă a clădirii, de instabilitatea potenţială a comportării unor elemente şi îmbinări la încărcări alternante, de degradarea materialelor. 2.4.2. Tipuri de soluţii pentru remedierea neregularităţilor pe verticală (1) Soluţiile pot avea în vedere modificarea componentelor structurale existente sau adăugarea altora noi pentru a elimina sau a reduce cât mai semnificativ aceste neregularităţi.

2-5

O soluţie comună pentru a întări nivelurile slabe este prin consolidarea stâlpilor de la aceste niveluri. Alternativ, discontinuitatea de acest gen poate fi eliminată prin prevederea unor elemente verticale chiar în dreptul peretelui superior, sub acesta, dacă o asemenea intervenţie este acceptabilă funcţional. Intervenţia nu trebuie, să creeze efecte negative noi în elementele existente.

NOTĂ De exemplu, dacă se introduce un sistem de contravântuire pentru sporirea rezistenţei unui etaj slab este necesar să se stabilească efectul acestei modificări asupra rigidităţii de ansamblu, de pildă, dacă nu crează condiţiile de etaj flexibil la etajul inferior sau dacă nu crează o excentricitate de torsiune semnificativă. De asemenea, dacă planşeele situate imediat deasupra şi imediat nivelului la care se face intervenţia sunt capabile să asigure modificarea distribuţiei şi transferul forţelor tăietoare de nivel. Dacă într-o clădire cu pereţi structurali se introduc pereţi noi, în vederea sporirii locale a rigidităţii şi/sau rezistenţei trebuie să existe aceleaşi preocupări. Este indicat să se continue pereţii până la teren. Dacă nu, trebuie examinat dacă suporţii verticali ai peretelui pot prelua momentele de răsturnare aferente peretelui.

(2) Când nu este posibil să se elimine sau să se reducă substanţial neregularităţi ale distribuţiei maselor (datorate greutăţii unor instalaţii şi utilaje) sau neregularităţile geometrice în elevaţia clădirii (create, de exemplu, de retrageri) se recomandă aplicarea unor metode avansate de calcul care să estimeze cât mai realist răspunsul seismic şi să identifice zonele care trebuie întărite sau extinse. (3) Modificarea structurii verticale la un anumit nivel antrenează, de regulă, şi intervenţii asupra planşeelor (diafragmelor) implicate. Asemenea intervenţii pot consta în prevederea unor conectori care să transfere forţele seismice de la planşee la pereţii nou introduşi, colectori-centuri care să culeagă aceste forţe din masa planşeului şi să le transfere la elementele verticale etc. 2.4.3. Tipuri de soluţii pentru remedierea neregularităţilor în plan (1) Îmbunătăţirea comportării seismice a structurilor cu efecte de torsiune de ansamblu mari, datorate distribuţiei componentelor structurale şi/sau masei în clădire se realizează prin reducerea excentricităţii între centrul maselor şi centrele de rigiditate şi de rezistenţă. Introducerea unor componente rigide care să reducă excentricitatea conduce la reducerea forţelor şi deplasărilor din torsiune în acelaşi timp şi la creşterea generală a capacităţii de rezistenţă la forţe laterale (fig. 2.3 a şi b).

a. b. Fig. 2−3.

C

CM

C

CM

CR − Centrul de rezistenţă (rigiditate) Pereţi existenţi CM − Centrul maselor Pereţi nou introduşi

2-6

(2) În cazul structurilor cu concentrări de eforturi la colţurile intrânde ale planşeelor se pot introduce elemente de armare în diafragma planşeului, bine ancorate, în măsură să distribuie forţele concentrate pe suprafeţe mai largi. Altă cale de a întări diafragma este de a prevedea o suprabetonare armată locală, reducând local, acolo unde este posibil, grosimea pardoselii. Eforturile în diafragmă pot scădea şi prin introducerea unor elemente verticale suplimentare intermediare.

a. Clădirea existentă b. Intervenţie prin realizarea unui rost seismic.

Fig. 2 − 4. (3) Concentrările de eforturi din colţurile golurilor de dimensiuni mari pot fi preluate adecvat prin prevederea de bordaje metalice, ancorate corespunzător în masa planşeului. (4) În cazul în care planşeul prezintă discontinuităţi ca urmare a unor decalaje între nivelurile unor zone vecine, elementele de la legătura acestora trebuie astfel alcătuite şi armate astfel ca transferul de eforturi între cele două zone să fie posibil. (5) Efectul defavorabil al unor forme neregulate în plan, cum este cea a structurii reprezentate în fig. 2.4 la care cele două “aripi” ale profilului planşeului pot avea tendinţa să vibreze defazat, poate fi diminuat sau chiar eliminat prin “tăierea” construcţiei prin rosturi seismice. Prevederea rosturilor implică o detaliere foarte atentă structurală şi arhitecturală şi, de regulă, este mai costisitoare decât consolidarea structurii existente. Din aceste motive o asemenea soluţie devine acceptabilă dacă se urmăresc modificări substanţiale din alte raţiuni. De exemplu, dacă o clădire industrială s-ar transforma într-una de locuit. 2.4.4 Soluţii pentru corectarea traseului încărcărilor (1) Evaluarea seismică a clădirii evidenţiază traseul încărcărilor verticale şi orizontale, de la aplicarea lor pe planşeu până la terenul de fundare şi trebuie să identifice eventualele întreruperi ale acestui traseu. Acestea pot fi reprezentate de exemplu, de absenţa colectorilor din planşee care să transfere încărcările la elementele verticale ale structurii, de absenţa conectorilor dintre aceste elemente şi planşee, de înnădiri şi ancoraje insuficiente ale armăturilor la structurile de beton armat, înnădiri prin sudură sau buloane subdimensionate la structurile metalice, fundaţii mai slabe decât suprastructura etc. (2) Corectarea acestor deficienţe se obţine de regulă prin intervenţii locale asupra tuturor zonelor slabe.

Element nou introdus Rost seismic

2-7

O altă soluţie posibilă este introducerea unor subsisteme sau elemente structurale noi, suficient de puternice pentru a reduce solicitarea elementelor existente până la un nivel la care aceste deficienţe să fie acceptabile. (3) Intervenţiile operate trebuie să fie suficient de puternice astfel să poată asigura o comportare în domeniul elastic al îmbinărilor şi planşeelor. Acest obiectiv se poate obţine prin respectarea condiţiillor de dimensionări date în P100-1: 2006. (4) Intervenţiile locale sau de ansamblu indicate la (2) reprezintă în acelaşi timp măsuri de sporire a legăturilor structurale şi de sporire a redundanţei structurale.

3 - 1

3. CONSOLIDAREA STRUCTURILOR DE BETON ARMAT 3.1 Tipuri de intervenţii (1) Funcţie de amploarea măsurilor, intervenţiile la clădirile din beton armat afectate de seism sau vulnerabile din punct de vedere seismic se împart în trei categorii:

Reparaţiile cosmetice care urmăresc să îmbunătăţească aspectul vizual al componentelor afectate. Aceste reparaţii pot să refacă caracteristicile nestructurale ale elementelor afectate, cum este, de exemplu, rolul de închidere al unor elemente. Aportul lor asupra comportării structurale este neglijabil. Reparaţiile structurale au drept scop de a reda proprietatile structurale iniţiale ale acestora. Un exemplu de reparaţie structurală îl constituie injectia fisurilor în beton sau înlocuirea barelor de armatură rupte. Lucrările de consolidare sunt intervenţiile care implică adaugarea de elemente structurale noi şi/sau desfacerea şi înlocuirea părţilor existente avariate. Acestă intervenţie are ca scop creşterea performanţelor structurale (rezistenţă, ductilitate, rigiditate) peste nivelul iniţial.

3.2 Reparaţii la structurile de beton armat

3.2.1 Aspecte generale (1) Reparaţiile cadrelor şi a pereţilor structurali de beton armat se realizează prin tehnici asemănătoare. (2) Reparaţiile cosmetice au la bază în principal tehnici constând în acoperirea suprafeţelor vizibile pe care se marchează degradările elementelor structurale. (3) Reparaţiile structurale ale elementelor de beton armat constau, în principal, în injectări ale fisurilor în beton şi în înlocuirea armăturilor avariate (rupte sau cu deformaţii plastice importante). Pentru injectare se pot utiliza diferite materiale cum sunt: răşinile epoxidice de vâscozitate scăzută si mortarele pe bază de ciment. Metodele de aplicare diferă funcţie de performantele dorite. 3.2.2 Injectarea fisurilor cu răşini epoxidice (1) Răşinile epoxidice se pot utiliza la injectarea fisurilor cu deschidere mai mare de 0.05 mm. Pentru deschideri ale fisurilor situate sub 3 mm se pot utiliza răşini de vâscozitate scăzută. Pentru deschideri situate între 3 si 6 mm se utilizează răşini de vâscozitate medie. Pentru deschideri mai mari de 6 mm se utilizează răşini epoxidice sub formă de gel sau de pasta. Pentru fisuri (crăpături) deschise mai mult la exterior, se pot utiliza paste pentru reparaţiile la suprafaţă si răşini cu vâscozitate scăzută pentru interior. (2) Injectarea cu răşini epoxidice poate fi utilizata şi la restabilirea conlucrarii dintre barele de armătură si beton. In acest caz fisurile trebuie sa intersecteze armătura pe o suprafaţă cât mai mare pentru ca răşina să poată penetra în lungul barelor de armătură. (3) Instrumentele, reţeta mortarelor epoxidice şi operaţiile de injectare în detaliu, vor respecta prevederile instrucţiunilor tehnice specifice. Operaţiile trebuie executate de personal calificat, cu experienţă.

3 - 2

3.2.3 Injectarea fisurilor cu mortar (1) Această metodă de reparaţie este eficientă pentru deschideri ale fisurilor cu deschideri între 0,2 mm si 20 mm. Adăugarea de superplastifianţi poate creşte fluiditatea mortarului si eficienţa injectării. Reţeta mortarelor, instrumentele prin care se aplică injectarea şi detalierea operaţiilor de injectare sunt precizate în instrucţiuni specifice. 3.2.4 Înlocuirea fragmentelor de beton desprinse (1) Fragmentele desprinse trebuie înlocuite cu materiale similare din punct de vedere al proprietăţilor mecanice şi termice. Materialele şi procedurile de aplicare depind de dimensiunile şi de locul defectelor din elementul structural degradat. (2) În cazul elementelor de beton se utilizează un mortar bazat pe ciment sau răşini epoxidice şi nisip. Pentru defecte cu grosime mare sunt necesare ancoraje mecanice. Acestea trebuie fixate în element cu ajutorul răşinilor epoxidice. (3) Dacă barele de armătură sunt expuse în mod semnificativ, betonul sau mortarul trebuie îndepărtate pentru a permite realizarea conlucrării dintre materialul de adaos şi armătură pe toată suprafaţa laterală a acesteia. Perimetrul golurilor trebuie prelucrat prin tăiere pentru a crea o margine perpendiculară la suprafaţă. Această metodă este aplicabilă pentru majoritatea defectelor din elementele de beton sau zidărie armată cu un volum mai mic de 0,015 m3. Repararea defectelor mari poate necesita utilizarea betonării în cofraje sau utilizarea tehnicii torcretării. (4) Majoritatea mortarelor suferă deformaţii din contracţie după întărire. Prin urmare se poate dezvolta o fisură vizibilă în jurul zonei reparate. Dacă această fisură nu poate fi acceptată se va utiliza un mortar cu contracţie scăzută sau se va specifica necesitatea unor reparaţii cosmetice după câteva zile sau săptămâni. 3.2.5 Înlocuirea armăturilor (1) Funcţie de spaţiul disponibil şi de mărimea zonei de armătură ruptă sau degradată ce trebuie înlocuită, se adaugă tronsoane de oţel-beton înnădite cu armăturile existente, prin petrecere, sudură sau dispozitive mecanice. Armăturile adăugate trebuie să fie compatibile cu cele existente din punct de vedere al calităţii materialelor. În vederea înlocuirii unor porţiuni degradate ale armăturilor este preferabilă utilizarea unor dispozitive mecanice de conectare în locul metodei tradiţionale de înnădire prin petrecere. Aceste dispozitive prezintă avantaje importante în cazul înnădirii barelor noi de cele existente. Acolo unde barele de armătură s-au rupt sau unde înnădirea prin petrecere a cedat, este indicată utilizarea dispozitivelor mecanice de conectare. Dispozitivele cele mai utilizate se împart în două categorii. Unele constau din piese din oţel moale, care prin presare pe profilul armăturilor în zona de înnădire se deformează plastic şi blochează posibilitatea deplasării relative a celor două capete de bare. Dispozitivele din a doua categorie se realizează sub forma unor manşoane cilindrice cu diametrul interior mai mare decât diametrul armăturilor care se înnădesc, în spaţiul dintre cele două elemente turnându-se o topitură metalică, care după răcire şi întărire fixează cele două bare.

3 - 3

3.3 Tipuri de consolidare pentru structuri de beton armat

(1) Soluţiile de consolidare pentru structurile de beton armat pot fi extrem de diverse. Ele se pot clasifica funcţie de scopul urmărit, rezultând grupele de măsuri de intervenţie prezentate în continuare. Lista de tipuri de soluţii nu este exhaustivă, putându-se imagina şi alte. (2) Soluţii care urmăresc sporirea rezistenţei. La rândul lor acestea se grupează în intervenţii asupra elementelor individuale, care nu schimbă sistemul structural, şi intervenţii care implică modificarea sistemului structural. (a) intervenţii care nu modifica sistemul structural Acestea se realizează prin:

(i) cămăşuiri cu - beton armat, cu etrieri sudaţi sau suprapuşi - elemente de oţel: platbande, ţevi rectangulare şi cilindrice, corniere cu

plăcuţe etc. - fâşii din polimeri armaţi cu fibre de carbon, cu înfăşurare continuă sau la

distanţă (ii) umplerea golurilor (iii) dezvoltarea secţiunilor elementelor cu prelungiri (sub formă de tălpi, aripi) de

beton armat conectate la elementul de bază. (b) intervenţii care modifică sistemul structural

- prin umplerea ochiurilor de cadru (dintre grinzi şi stâlpi) cu inimi de beton armat

- idem, cu panouri metalice - prin introducerea de contravântuiri metalice, cu ramă de contur în ochiurile

de cadru - prin introducerea unor pereţi de beton armat noi, cu înglobarea unor stâlpi

ai structurii; prin modul de dispunere al pereţilor se pot crea nuclee de beton armat

- prin ataşarea unor contravântuiri la exteriorul clădirii conectate la structura existentă

- prin introducerea unor contravântuiri cu elemente metalice în ţevi de oţel umplute cu beton neaderent la elementele contravânturii

- prin introducerea unor contraforturi de beton armat - prin conectarea construcţiei existente la o construcţie nouă cu rezistenţă

substanţială. (3) intervenţii care urmăresc sporirea ductilităţii elementelor de beton armat. Măsurile de sporire a rezistenţei elementelor la forţă tăietoare prin cămăşuire în diferite sisteme, indicate la a(i) duc şi la creşterea deformabilităţii în domeniul postelastic al acestor elemente. (4) intervenţii care urmăresc evitarea concentrării deformaţiilor şi eforturilor în elementele structurale

(i) măsuri care reduc excentricitatea între centrul maselor şi centrele de rigiditate şi de rezistenţă. Acestea au în vedere introducerea unor elemente de rigiditate şi rezistenţă substanţială sau/şi introducerea unor rosturi seismice verticale prin structură. (ii) măsuri care sporesc local sau pe mai multe niveluri rigiditatea şi/sau rezistenţa unor elemente structurale verticale şi orizontale. De exemplu, prin eliminarea unor niveluri slabe şi sau flexibile.

3 - 4

(iv) măsuri care elimină comportarea fragilă a unor elemente de beton armat. De exemplu, transformarea unor elemente de tip scurt, în elemente cu proporţii şi comportare de elemente lungi. Această modificare şi comportare se poate obţine prin tăierea de legături (de exemplu, practicarea unor fante între stâlpi şi parapetul unei grinzi înalte de faţadă).

(e) intervenţii care reduc forţele seismice Acestea implică: (i) măsuri care reduc masa construcţiei. De exemplu: - prin înlocuirea unor pereţi de compartimentare din materiale grele cu pereţi

executaţi din materiale uşoare. - prin înlocuirea straturilor grele ale terasei cu straturi din materiale uşoare cu

eficienţă superioară. - prin reducerea încărcării de exploatare la nivelurile superioare ale clădirilor

(prin mutarea spaţiilor de depozitare la nivelurile inferioare, prin scoaterea din clădire a unor rezervoare de apă etc.)

- prin desfacerea (demolarea) etajelor superioare (ii) măsuri de control al răspunsului seismic prin montarea de dispozitive cum

sunt: - amortizori activi ai maselor - amortizori de acordare a maselor - amortizori metalici (histeretici) - amortizori cu ulei (hidraulici)

3.4. Lucrări de consolidare a structurilor în cadre de beton armat

3.4.1 Aspecte generale (1) Consolidarea cadrelor de beton armat poate avea ca obiectiv creşterea rezistenţei, rigidităţii sau a capacităţii de deformare postelastică a elementelor structurale existente (rigle, stâlpi, noduri) sau transformarea sistemului structural în ansamblu. (2) Creşterea performanţelor elementelor structurale ale cadrelor se realizează, de regulă, prin cămăşuirea stâlpilor, a riglelor şi a nodurilor. Tehnica de cămăşuire a stâlpilor şi a grinzilor existente în soluţie beton armat poate fi aplicată în scopul creşterii rigidităţii şi ductilităţii, cu sau fără sporirea rezistenţelor la încovoiere şi/sau forţă tăietoare. Creşterea capacităţii de deformare post-elastică se poate realiza şi prin cămăşuiri cu alte materiale, oţel, polimeri armaţi cu fibră de carbon sau fibră de sticlă etc. (3) În vederea sporirii performanţelor structurale ale sistemului structural în cadre se poate aplica una din tehnicile indicate la 3.3:

(a) Contravântuirea cadrelor cu elemente din oţel; (b) Umplerea ochiurilor de cadru cu zidărie armată sau beton; (c) Asocierea cu pereti structurali sau nuclee de beton armat suplimentare; (d) Adaugarea de contraforturi la exteriorul constructiei etc.

(4) Modificarea sistemului structural cu cadre de beton armat este avantajoasă dacă aplicarea soluţiei conduce la intervenţii localizate. Dacă măsurile implicând modificarea structurii nu pot evita manifestarea efectelor unor deficienţe sistematice (de exemplu: armare transversală insuficientă, înnădire necorespunzătoare a armăturilor etc.) este preferabilă cămăşuirea elementelor.

3 - 5

(5) Tehnica umplerii ochiurilor de cadru sau adăugarea de noi pereţi structurali reprezintă o soluţie eficientă pentru creşterea performanţelor seismice. Elementele noi adaugate pot fi plasate fie pe conturul clădirii, fie la interiorul constructiei, prima variantă fiind mai usor de realizat deoarece nu necesita remodelarea spatiilor interioare. Această soluţie poate duce însă la concentrări ale eforturilor în diafragmele orizontale şi în infrastructură şi teren. Realizarea de pereţi structurali exteriori construcţiei poate avea în vedere şi soluţia cu nuclee de beton armat amplasate în curţi interioare. Sistemul de fundare al nucleelor de pereţi structurali de beton armat concentreză eforturi importante din încărcările orizontale, fără să beneficieze, de regulă, şi de o lestare corespunzătoare; ca atare, în aceste cazuri se poate impune deseori soluţia de fundare la adâncime (piloţi şi ancore active la întindere). Soluţiile de fundaţii de suprafaţă impun în majoritatea cazurilor realizarea unui sistem rigid şi rezistent de pereţi în infrastructură în măsură să transfere la teren eforturile de la baza pereţilor. Soluţiile de intervenţie considerate, bazate pe introducerea de elemente cu rigiditate şi rezistenţă mare, impun rezolvarea cu prioritate a sistemului de fundaţii adecvat noii construcţii. (6) Panourile de umplutură pot fi din beton armat, turnat monolit sau prefabricat sau din zidărie armată. Când sunt utilizate elemente prefabricate în interiorul constructiei pot aparea probleme de executie legate de manipularea acestora. (7) Adăugarea de contravântuiri din otel poate fi o solutie preferabilă dacă sunt necesare goluri de dimensiuni mari în pereti şi se urmăreşte reducerea masei asociate soluţiei de consolidare. (8) Rezistenţa la forţe laterale a cadrelor existente poate fi crescută prin adaugarea unor contraforturi sau a unor lamele din beton armat pe feţele stâlpilor. Introducerea contraforturilor necesită însă suficient spaţiu liber în jurul clădirii, inclusiv pentru dezvoltarea fundaţiilor. 3.4.2 Intervenţii care nu implică modificarea sistemului structural 3.4.2.1 Aspecte generale

(1) Creşterea performanţelor structurale ale cadrelor de beton armat se poate obţine prin intervenţii care nu schimbă esenţial caracteristicile structurii iniţiale. Aceste intervenţii se bazează, în principal, pe tehnici de cămăşuire a elementelor cadrelor, urmărind creşterea rezistenţelor, rigidităţii şi/sau a capacităţii de deformare postelastică a elementelor structurale existente. (2) La aplicarea acestei tehnici de intervenţii trebuie să se ţină seama de următoarele considerente: (a) Cămăşuirea elementelor cadrelor poate avea efecte diverse. Limitând aceste efecte,

în acord cu obiectivele urmărite, se pot limita şi costurile intervenţiei; (b) Intervenţiile pot avea ca obiective creşterea rezistenţei elementelor la forţă tăietoare,

la moment încovoietor sau forţă axială, creşterea rigidităţii sau mărirea capacităţii de deformare postelastică;

(c) Deficienţe sistematice de alcătuire a elementelor de beton armat, cu efecte negative asupra performanţei cadrelor (armare transversală insuficientă, înnădiri incorecte ale

3 - 6

armăturilor, noduri slabe etc.) impun, de regulă, intervenţii generalizate bazate pe tehnica cămăşuirii elementelor. În aceste cazuri, soluţiile bazate pe contravântuirea cadrelor sau introducerea de pereţi de umplutură, nu sunt în măsură să asigure în multe cazuri creşterea adecvată a nivelului de performanţă structurală,.

(d) Soluţia de cămăşuire a elementelor cadrelor nu modifică caracteristicile de comportare iniţiale ale acestor structuri caracterizată prin solicitarea relativ uniformă şi moderată a cadrelor şi diafragmelor orizontale;

(e) Ca urmare, soluţia de intervenţie prin cămăşuirea elementelor cadrelor conduce şi la cerinţe de rezistenţă şi rigiditate ale infrastructurii şi fundaţiilor sensibil mai mici comparativ cu tehnicile de intervenţie localizate (prin adaus de pereţi structurali, cu cadre cu pereţi de umplutură sau contravântuite etc.);

(f) Cămăşuirea elementelor cadrelor cu beton armat, poate afecta în măsură importantă şi elementele nestructurale ale construcţiei, astfel costul şi durata lucrărilor poate fi mai mare comparativ cu alte soluţii.

(3) Cămăşuirea elementelor cadrelor în soluţie beton armat poate avea ca obiectiv realizarea unui element nou, alcătuit din elementul existent conlucrând cu cămăşuiala, sau numai din secţiunea cămăşuielii. În acest ultim caz elementul existent este caracterizat de caracteristici fizico-mecanice foarte scăzute (acesta poate fi cazul unui beton foarte slab, degradat sau rupt prin compresiune). (4) Secţiunea de beton, armătura longitudinală, armătura transversală şi condiţiile privind conlucrarea cămăşuielii cu elementul cadrului se stabilesc funcţie de obiectivele urmărite prin soluţia de intervenţie. Valorile forţelor de lunecare şi armătura transversală de conectare sau conectorii de alt tip se determină funcţie de obiectivul intervenţiei.

3 - 7

3.4.2.2 Sporirea rezistenţei la forţă tăitoare 3.4.2.2.1 Aspecte generale (1) Deficitul de rezistenţă la forţă tăietoare se corectează prin adaos de material structural pe suprafaţa laterală a elementelor, operaţie denumită curent cămăşuire. (2) Cămăşuielile se pot realiza din beton armat, oţel sau polimeri armaţi cu fibre (FRP). (3) Cămăşuielile pot avea simultan mai multe efecte. De exemplu, pe lângă sporirea rezistenţei la forţă tăietoare, poate creşte şi rezistenţa la încovoiere şi deformabilitatea (ductilitatea). Pentru a mobiliza sau a inhiba aceste efecte trebuie luate măsuri specifice. (4) Tehnicile de cămăşuire se aplică cu detalii specifice pentru stâlpi, grinzi, noduri. 3.4.2.2.2 Consolidarea prin cămăşuirea cu beton armat A. Stâlpi (1) Pentru a fi egal eficientă în cele două direcţii, cămăşuirea stâlpilor se face pe toate feţele (fig. 3.1). (2) Atunci când cămăşuirea nu poate fi executată pe toate cele patru laturi ale stâlpului şi se acceptă un grad diferit de consolidare pe cele două direcţii, se vor lua măsuri pentru prevenirea desprinderii cămăşii de stâlpul existent. În acest scop se pot utiliza ancore post-instalate, fixate cu mortar sau răşină epoxidică, în găuri forate în stâlpul existent.

Figura 3.1

(3) Dacă stâlpul este “captiv”, fiind cuprins între un parapet înalt şi grindă, stâlpul este expus unei ruperi periculoase specifică elementelor scurte; cămăşuirea se va face potrivit uneia dintre variantele date la (4)…(7). (4) Dacă stâlpul este adiacent unui parapet de beton armat de grosime mare se recomandă să se execute cămăşuirea numai pe înălţimea liberă a stâlpului. (5) Dacă stâlpul este adiacent unui parapet de beton armat de grosime redusă se recomandă executarea unui rost vertical între cele două elemente şi efectuarea cămăşuirii pe întreaga înălţime a stâlpului. (fig. 3.2)

Ancore post-instalate

Stâlpul existent

(a) (b)

3 - 8

Figura 3.2 (6) Alternativ, stâlpul poate fi cămăşuit pe toate laturile, pe întreaga înălţime, fără executarea rosturilor verticale, prin suprapunerea etrierilor cu bare introduse în găuri forate în elementele adiacente. (fig. 3.3)

Figura 3.3 (7) Dacă stâlpul este adiacent unui perete nestructural se recomandă desfacerea locală a unui rost vertical între cele două elemente care să permită cămăşuirea stâlpului pe întreaga înălţime. (8) Grosimea cămăşii trebuie să fie ≥ 10 cm în cazul executării din beton turnat în cofraj şi ≥ 6 cm în cazul betonului torcretat. Clasa de beton este ≥ C15/25 şi cel puţin clasa betonului din stâlpul existent. (9) Armăturile orizontale reprezintă armăturile principale în preluarea forţei tăietoare. Armăturile verticale reprezintă armături de montaj şi se vor dispune la interiorul etrierilor. Dacă grosimea cămăşii este ≥ 12 cm armarea se va realiza din câte două planuri de armături. (10) În cazul utilizării barelor independete, diametrul minim al etrierilor este de 10mm iar distanţa maximă intre etrieri este de 10cm. Etrierii vor fi detaliaţi astfel încât să se asigure o bună confinare a stâlpului existent. Etrierii se vor închide prin sudare, cu cârlige de tip seismic (de 10d, îndoite la 135°) sau prin suprapunere. Armătura longitudinală se va dispune la interiorul etrierilor.

Parapet din beton armat

ａ

Cămaşă de beton armat

Cămaşă de beton armat

Mortar

Secţiune transversală

Parapet din beton armat de grosime redusă

aprox 30mm

aprox30mm

aprox 30mm

aprox 30mm

aprox 30mm

aprox 30mm

Parapet din beton armat de grosime mare

3 - 9

(11) În cazul utilizării plaselor sudate, trebuie asigurată o lungime suficientă de suprapunere pentru închiderea plasei pe una dintre feţele stâlpului. (12) Pentru realizarea aderenţei dintre cele două straturi de beton, faţa stâlpului existent va fi curăţată complet de tencuială şi asperizată. De regulă, nu este necesară conectarea prin armături a cojii metalice de betonul stâlpului existent. B. Grinzi (1) Cămăşuirea se aplică pe cele două feţe laterale şi va avea grosimea de min. 10 cm în cazul betonului turnat şi min. 6 cm în cazul betonului torcretat. (2) Armăturile verticale (etrierii) trebuie ancorate eficient la capete pentru a putea fi active pe toată înălţimea grinzii. Ancorarea se realizează prin unul din procedeele din fig. 3.4. Ancorarea armăturilor verticale poate face necesară completarea cămăşii şi pe a treia sau şi pe a patra latură a grinzii. (3) Diametrul minim al armăturilor transversale din cămaşă este de 12mm. Distanţa dintre aceste armături trebuie să fie mai mică de 150mm. Armătura din cămaşă trebuie acoperită în întregime de beton sau mortar. Stratul de acoperire trebuie să aibă o grosime minimă de 20mm.

Figura 3.4

(4) În cazul în care nu se urmăreşte şi sporirea rezistenţei la încovoiere armăturile orizontale sunt simple armături de montaj. (5) Dacă cămăşuirile se realizează prin turnare, iar grinda face parte dintr-un planşeu sunt necesare perforări ale plăcii adiacente grinzii pentru trecerea armăturilor şi turnarea betonului. Dacă golurile de turnare secţionează placa pe mai mult din jumătatea deschiderii se va analiza dacă este necesară sprijinirea provizorie a plăcii. C. Noduri (1) Cămaşa de beton armat aplicată nodurilor are o eficacitate limitată asupra rezistenţei acestuia la forţă tăietoare datorită poziţiei marginale a armăturilor nodurilor faţă de zona de transfer a forţei tăietoare. Armătura orizontală are un efect indirect asupra rezistenţei la forţă tăietoare a nodului prin sporul de rezistenţă al diagonalei

Piuliţă

Placă de ancoraj(t ≥ 6mm)

Bară de oţel în formă de U cu filet la capete

(min φ12/150mm)

Beton pentru cămăşuire

Prinderea etrierului prin sudură

Beton pentru cămăşuire

3 - 10

comprimate mobilizate în interiorul nodului ca rezultat al creşterii armăturii de confinare. (2) Armătura orizontală pe înălţimea nodului trebuie să fie continuă. Această condiţie se poate realiza în două moduri: - prin traversarea grinzilor prin găuri perforate; - prin ancore chimice postinstalate în peretele grinzii. Cele 2 sisteme sunt prezentate în fig. 3.4 (a), în elevaţie şi în fig. 3.4 (b), în secţiune orizontală.

(a) cross-section (b) horizontal cross section

perforation through floor slab

hooked flexural reinforcing bar

CL

ｂ

ａ

CL

column

beam

slab

roughening

cross section b

cross section a

bonded anchor for flexural reinforcing bar

hoop in joint panelbonded anchor

reinforcing bar as shear connector (if necessary)

penetration hole for reinforcing bar

flexural reinforcing barflare welding

bonded anchor

roughening

Figura 3.5

3.4.2.2.3 Cămăşuirea cu tablă de oţel A. Stâlpi (1) De regulă, cămaşa trebuie să îmbrace toate laturile stâlpului (fig. 3.6 (a), (b)). Dacă nu există acces pe una dintre laturile stâlpului şi se acceptă un efect redus al consolidării pe una din direcţii se vor lua măsuri de împiedicare a desprinderii cămăşii metalice parţiale, bazate pe principiile detaliilor din fig. 3.6.

(2) Spaţiul dintre cămaşa de oţel şi faţa stâlpului existent trebuie umplut bine cu mortar de ciment sau epoxidic, cel mai bine prin presiune. Dimensiunea rostului

tablă de oţel

(a) Cămaşă de oţel continuă de formă dreptunghiulară

tablă de oţel

tablă de oţel tablă de oţel

platbandă de oţel

platbandă de oţel

mortar „grout”

profil cornier din oţel

profil cornier din oţel

mortar cu vâscozitate redusă

mortar cu vâscozitate redusă

(b) Cămaşă de oţel continuă de formă circulară

(c) Cămaşuire cu platbenzi de oţel prinse pe profil cornier la colţuri

Secţiune verticală Sectiune orizontală

Secţiunea b Secţiunea a

bare longitudinale ancorate chimic

perforare prin planşeu

etrier pe zona de nod ancore chimice stâlp

armătură longitudinală cu cioc

grindă

planşeu

buciardare

gol în grindă pentru trecerea armăturii transversale

conectori buciardare

ancore chimice

sudură armătură longitudinală

Figura 3.6

3 - 11

trebuie stabilită astfel încât acesta să poate fi umplut cu mortar în bune condiţii. Mortarul trebuie să aibă o rezistenţă la compresiune mai bună decât rezistenţa betonului din stâlpul existent, dar cel puţin rezistenţa unui beton de clasa C25/30.

(3) În cazul cămăşuirii continue tabla de oţel trebuie să aibă o grosime de cel puţin 5mm. Dacă se alege o cămaşă cu secţiune dreptunghiulară este necesar ca aceasta să fie rotunjită la cele patru colţuri cu o rază egală cu triplul grosimii tablei. Se recomandă ca părţile componente ale cămăşii să fie fabricate în ateliere specializate, iar la şantier să se facă numai asamblarea finală.

(4) În cazul utilizării soluţiei cu platbande de oţel acestea trebuie să aibă o lăţime de aproximativ 100 mm. Platbandele situate la un interval de aproximativ 300 mm (măsurat interax) se sudează de profilul cornier de la colţurile secţiunii, ca în fig. 3.6 (c). (5) Dacă stâlpul este adiacent unui perete nestructural se recomandă a crea un rost vertical suficient de larg între cele două elemente care să permită efecturarea în bune condiţii a lucrărilor de consolidare. După efectuarea acestor lucrări rostul poate fi închis.

Figura 3.7

(6) Dacă stâlpul este adiacent unui parapet din beton armat de grosime mare se recomandă să se execute cămăşuirea numai pe înălţimea liberă a stâlpului. (7) Dacă stâlpul este adiacent unui parapet din beton armat de grosime redusă se recomandă executarea unui rost vertical între cele două elemente şi efectuarea cămăşuirii pe întreaga înălţime a stâlpului.

Figura 3.8

Tablă de oţel

Parapet de grosime mare

Rost etanşat pentru a se preveni curgerea mortarului

ａ

h1 Parapet de grosime redusă

Rost vertical

a≥h1/50

Tablă de oţel

Perete adiacent

Tablă de oţel

Tablă de oţel

Perete adiacent

Rost vertical

Rost vertical

3 - 12

(8) Rostul dintre tabla de oţel şi stâlpul de beton armat se va umple sub presiune cu mortar de ciment sau epoxidic. Mortarul de ciment trebuie caracterizat de contracţii reduse. B. Grinzi (1) Pentru cămăşuirea cu tablă de oţel a grinzilor se pot utiliza diferite soluţii: cu tablă continuă, cu fâşii de platbande sau etrieri de oţel beton aparent (fig. 3.9).

(a) (b) Figura 3.9

(2) Grosimea minimă a tablei este 5 mm. În cazul utilizării unor fâşii (platbande), distanţa minimă între acestea, măsurată interax va fi 200 mm. (3) Rostul dintre tabla de oţel şi elementul de beton armat se va umple cu mortar sub presiune. În cazul în care este posibil (suprafeţe netede ale grinzilor) elementele de tablă se pot lipi direct cu răşină epoxidică.

Figura 3.10

C. Noduri (1) Cămăşuirea nodurilor în vederea sporirii rezistenţei la forţă tăietoare nu poate fi realizată integral cu piese din tablă, datorită faptului că prezenţa grinzilor nu permite realizarea continuităţii în direcţie orizontală. (2) În cazul în care cămăşuirea stâlpilor este executată cu piese metalice, cornierele dispuse pe colţurile stâlpului se continuă pe verticală perforând placa

Bare de oţel în formă de U filetate la capete

Platbandă de oţel

Piuliţe pentru prinderea etrierilor

Bară cu profil cornier de oţel

Platbandă de oţel

Bară cu profil cornier de oţel

Placă de ancoraj(t ≥ 6mm)

Mortar Tablă de oţel

Bulon filetat

Tablă de oţel lipită cu răşină epoxidică

3 - 13

planşeului, secţiunea continuă de oţel în direcţie orizontală fiind realizată de bare de oţel beton care traversează grinzile şi care se sudează de corniere (fig. 3.11).

3.4.2.2.4. Cămăşuirea cu polimeri armati cu fibre (FRP) A. Stâlpi (1) Cămăşuirea cu FRP trebuie aplicată pe întreg perimetrul stâlpilor.

(2) Suprafaţa laterală a stâlpilor trebuie atent pregătită înainte de aplicarea cămăşuirii. Orice neregularite ce poate duce la degradarea fibrelor trebuie îndepărată. Colţurile stâlpului trebuie racordate uniform pe înălţime cu o rază de cel puţin 20mm (fig. 3.12). (3) Stâlpul trebuie înfăşurat strâns cu foile din FRP. Fibrele trebuie dispuse perpendicular pe axul longitudinal al stâlpului. (4) Fibrele se vor suprapune pe o lungime suficientă astfel încât să se evite cedarea cămăşii în zonele de îmbinare. Valorile minime ale lungimii de suprapunere sunt date în tabelul următor (fig. 3.13):

Table 3.2.1.2-2 Lungimea de suprapunere minimă

Tipul foii Lungimea de suprapunere(mm)

200 g/cm2 200 300 g/cm2 250

(a)

(b)

(c) Figura 3.11

3 - 14

Figura 3.12

Figura 3.13

(5) Zonele de îmbinare prin suprapunere se vor dispune alternativ pe cele patru feţe ale stâlpului. (6) Substanţele adezive ce se vor utiliza la lipirea foilor de FRP pe suprafaţa de beton trebuie să aibă o rezistenţă suficientă astfel încât să nu se piardă aderenţa dintre fibre şi stâlp. (7) După întărirea iniţială a adezivului, cămaşa de FRP va fi protejată prin tencuire, placare sau vopsire (împotriva focului sau a acţiunilor mecanice ce o pot deteriora). (8) Dacă stâlpul este adiacent unui parapet sau unui buiandrug se recomandă executarea unui rost vertical între cele două elemente care să permită cămăşuirea stâlpului pe întreaga înălţime. (fig. 3.14)

Lungimea de suprapunere

Suprapunerea se va face alternant pe cele patru feţe ale stâlpului

Foile se înfăşoară strâns pe stâlp

Foi de FRP

3 - 15

Figura 3.14 (9) Dacă stâlpul este adiacent unui perete se recomandă executarea unui rost vertical între cele două elemente care să permită cămăşuirea stâlpului pe întreaga înălţime. Dacă peretele are rol structural şi este de lungime redusă cămăşuirea se poate executa pentru întregul ansamblu după „umplerea” secţiunii cu beton şi transformarea ei într-una dreptunghiulară. (fig. 3.15).

Figura 3.15 B. Grinzi (1) Cămăşuirea cu polimeri armaţi cu fibre poate fi utilizată pentru sporirea capacităţii de rezistenţă la forţă tăietoare a grinzilor din beton armat de formă dreptunghiulară (independente). (fig. 3.16) 3.4.2.3 Sporirea rezistenţei la moment încovietor 3.4.2.3.1 Aspecte generale (1) Deficitul de rezistenţă la încovoiere se corectează prin sporirea secţiunii (stâlpilor şi grinzilor) prin adaos de beton armat sau elemente metalice, care fac corp comun cu elementele structurale existente. (3) Armăturile sau piesele metalice trebuie să fie ancorate eficient dincolo de secţiunile de la extremităţile elementelor (nodurile cadrului) pentru a putea fi mobilizate integral în aceste secţiuni. (4) Tehnicile de cămăşuire capătă detaliere specifică pentru stâlpi şi grinzi. 3.4.2.3.2 Consolidarea prin cămăşuirea cu beton armat

Rost vertical Parapet

Foi de FRP

Foaie de FRP

Rost vertical

Perete adiacent

Foaie de FRP

„Spaţiu umplut” cu beton a secţiuniiPerete adiacent

3 - 16

(1) Detaliile de cămăşuire pentru sporirea rezistenţei la forţă tăietoare sunt în general valabile şi pentru sporirea rezistenţei la încovoiere, cu completările date la punctele următoare. De regulă, creşterea rezistenţei la încovoiere atrage şi necesitatea creşterii rezistenţei la forţă tăietoare, având în vedere faptul că valorile de dimesnionare ale forţelor tăietoare sunt cele asociate mecanismului structural de plastificare. (2) Armăturile longitudinale reprezintă armături de rezistenţă. În situaţia în care armăturile lucrează la compresiune, ele trebuie asigurate împotriva flambajului. În consecinţă barele longitudinale din cămăşuiri trebuie să respecte regulile privind prinderile în colţurile etrierilor (agrafelor) specifice stâlpilor din structurile în cadre din zone seismice (fig. 3.17 a, b, c). Pentru a putea monta etrierii de închidere a barelor longitudinale se admite desfacerea locală a acoperirii cu beton elementelor existente. În cazul în care numărul de bare este mare, o parte din ele pot fi fixate prin agrafe ancorate chimic în elementul de beton existent. (3) Armăturile longitudinale ale stâlpilor trebuie să îndeplinească condiţiile date la 3.4.2.3.1(3) şi vor trece prin noduri. În situaţia în care cămăşuirea se opreşte la un anumit nivel, ancorarea armăturilor la extremitate se realizează printr-unul din procedeele următoare:

- prin ancorarea în betonul turnat în nodul terminal - prin dispozitive cu plăci şi piuliţe filetate - prin înnădirea cu ancore chimice postinstalate în grindă existentă; acceptabile

în cazul unor armături de diametru mai mic.

a.

b.

c.

Figura 3.17 (4) În cazul grinzilor continuizarea armăturilor pe reazeme este stânjenită de prezenţa stâlpilor care, de regulă sunt substanţial mai late decât grinzile. Se pot adopta soluţii în care armăturile ocolesc stâlpul prin îndoirea sub unghiuri suficient de mici pentru a limita tendinţa de despicare laterală în zona de deviere a armăturii sau soluţii în care armăturile se sudează de gulere rigide şi rezistente din piese metalice (corniere cu rigidizări) montate imediat deasupra şi dedesuptul grinzii. În cazul

3 - 17

armăturilor de diametru relativ mic (≤ 14 mm) se pot folosi ancore postinstalate în stâlp, înnădite prin petrecere cu armăturile de la extremităţile grinzii. 3.4.2.4 Îmbunătăţirea deformabilităţii (ductilităţii) elementelor structurale (1) Deficitul de ductilitate al elementelor cadrului, al stâlpilor în special, se corectează prin sporirea secţiunilor şi prin măsuri de fretare a betonului care să limiteze deformaţia transversală a zonelor comprimate. (2) Obiectivele indicate la (1) se realizează prin cămăşuirea secţiunilor cu beton armat, piese metalice sau FRP. (3) Detaliile de cămăşuire prezentate la 3.4.2.2, în vederea îmbunătăţirii rezistenţei la forţă tăietoare sunt adecvate şi pentru sporirea ductilităţii secţionale.

3 - 18

3.4.3. Intervenţii cu transformarea sistemului structural

(1) Soluţiile de intervenţie care au în vedere transformarea sistemului structural în cadre de beton armat pot utiliza una din următoarele tehnici principale:

(a) Contravântuirea cadrelor cu elemente din otel; (b) Introducerea unor pereţi structurali sau nuclee de beton armat; (c) Umplerea ochiurilor de cadru cu zidărie armată sau cu panouri metalice; (d) Ataşarea de contraforturi la exteriorul construcţiei; (e) Ataşarea unor cadre spaţiale la exteriorul construcţiei;

(2) Transformarea structurii în cadre de beton armat este avantajoasă dacă aplicarea soluţiei conduce la intervenţii localizate. În general, introducerea unor elemente mult mai rigide şi rezistente faţă de cadrele existente poate determina o reducere sensibilă a cerinţelor de rezistenţă şi ductilitate în elementele neconsolidate ale cadrului. Astfel este posibil să se evite o intervenţie generalizată asupra majorităţii elementelor structurale.

(3) O structură în cadre cu deficienţe sistematice (de exemplu: armare transversală insuficientă, înnădire necorespunzătoare a armăturilor etc.) poate impune intervenţii la majoritatea elementelor structurale. În asemenea situaţii poate fi necesară şi cămăşuirea unora din elementele existente, dacă elementele structurale introduse suplimentar nu relaxează suficient cerinţele de rezistenţă în elementele neconsolidate.

(4) Introducerea unor contravântuiri metalice, umplerea ochiurilor de cadru sau adăugarea de noi pereţi structurali pot constitui o soluţie avantajoasă pentru creşterea performanţelor seismice. Elementele noi adăugate pot fi plasate fie pe contur, fie la interiorul construcţiei. Prima variantă este mai uşor de realizat deoarece nu necesită remodelarea spaţiilor interioare şi poate permite utilizarea continuă a clădirii pe durata de execuţie a lucrărilor de consolidare.

3.4.3.1. Introducerea de contravântuiri metalice

3.4.3.1.1. Principii

(1) Transformarea sistemului structural în cadre prin introducerea de contravântuiri metalice oferă următoarele avantaje:

(a) creşterea substanţială a rezistenţei şi a rigidităţii structurii; (b) permite realizarea unor goluri necesare pentru iluminatul natural, circulaţie etc.; (c) creşterea masei introdusă prin ataşarea elementelor metalice de consolidare

este mult mai mică, în raport cu alte soluţii de intervenţie; (d) soluţia de consolidare poate fi prefabricată şi astfel durata de execuţie se poate

reduce semnificativ. (2) Din punct de vedere al soluţiei de conectare dintre contravântuirile metalice şi elementele de beton armat ale cadrelor existente se disting două categorii:

(a) contravântuiri metalice „înrămate” cu ramă prinsă direct cu conectori cu aderenţă chimică sau cu cap expandabili (fig. 3.18) sau conectate indirect prin intermediul unui strat de mortar necontractil introdus în interspaţiul dintre cadrul de beton armat şi rama metalică (fig. 3.19);

3 - 19

Fig. 3.18. Contravântuiri metalice „înrămate” cu prindere directă

Fig. 3.19. Contravântuiri metalice „înrămate” cu conectare indirectă

(b) contravântuiri metalice „neînrămate” prinse direct de gusee metalice solidarizate de gulere metalice aplicate capetelor de grinzi şi stâlpi la nodurile de cadru (fig. 3.20). O variantă a acestei soluţii este plasarea elementelor contravântuirilor la exteriorul clădirii (ataşate la stâlpii şi grinzile cadrelor marginale) prinse cu buloane pretensionate de elementele cadrului (fig. 3.21).

Fig. 3.20. Contravântuiri metalice „neînrămate”

amplasate la interiorul ochiului de cadru

3 - 20

Fig. 3.21. Contravântuiri metalice „neînrămate” amplasate la exteriorul clădirii

(3) Din punct de vedere al execuţiei acestor soluţii trebuie avute în vedere următoarele considerente:

(a) Contravântuirile cu conectare directă sunt mult mai greu de realizat întrucât apar probleme legate atât de modul de conectare, cât şi legate de dimensiunile elementelor metalice.

Notă: În foarte multe cazuri, dimensiunile necesare ale contravântuirilor metalice pot fi diferite faţă de cele din proiect şi în consecinţă necesită o serie de ajustări in-situ. În plus, în multe situaţii, realizarea găurilor în poziţiile dorite este împiedicată de prezenţa armăturilor din elementele structurale ale cadrelor existente.

(b) Dificultăţile de execuţie prezentate anterior pot fi evitate prin utilizarea

contravântuirilor metalice „înrămate” cu conectare indirectă. Pentru a se putea adapta la variaţiile dimensionale ale cadrelor existente, între feţele elementelor de beton armat şi perimetrul exterior al ramei metalice se prevede un spaţiu de toleranţă de cca. 150-250 mm, armat puternic transversal, cel mai bine printr-o fretă.

(4) Sistemul de contravântuiri metalice trebuie proiectat astfel încât să nu apară variaţii bruşte de rigiditate pe verticală: deplasările laterale relative ale structurii trebuie să aibă valori apropiate, la fiecare nivel şi pe orice direcţie contravântuită.

3.4.3.1.2. Soluţii constructive

(1) Sistemele de contravântuiri introduse pot avea diverse configuraţii, ce sunt caracterizate prin literele alfabetului. Câteva exemple de configuraţii uzuale sunt prezentate în fig 3.22.

(2) Pentru a alege forma cea mai potrivită a sistemului de contravântuiri metalice se analizează o serie de condiţii arhitecturale şi funcţionale legate în principal de forma golurilor necesare pentru iluminarea naturală, al celor necesare circulaţiei şi/sau al celor necesare diverselor tipuri de instalaţii.

(3) În funcţie de poziţia relativă dintre axele contravântuirilor metalice şi axele elementelor structurale ale cadrelor existente, sistemele de contravântuiri se clasifică în sisteme de contravântuiri concentrice şi sisteme de contravântuiri excentrice; cele două tipuri având mecanisme diferite de preluare a solicitărilor orizontale generate de mişcarea seismică.

3 - 21

Conectarea centurii de beton de rama metalică se realizează cu gujoane, iar de elementele cadrului, prin ancore chimice sau cu cap expandabil.

(a) Contravântuiri de tip X (b) Contravântuiri de tip V

(c) Contravântuiri de tip Λ (d) Contravântuiri de tip Y întors

(e) Contravântuiri de tip Λ cu bare de

prevenire a flambajului (f) Contravântuiri de tip mansardă

Fig. 3.22. Configuraţii uzuale ale sistemelor de contravântuiri metalice

(4) Sisteme de contravântuiri concentrice

(4.1) Sistemele uzual folosite sunt contravântuirile diagonale (cu o singură diagonală per ochi de cadru), contravântuirile în formă de X, cele în formă de V sau Λ (cu sau fără bare cu rol de prevenire a flambajului) şi contravântuirile de tip „mansardă”.

(4.2) Aceste sisteme contribuie la preluarea forţelor laterale prin componentele orizontale ale forţelor axiale ce se dezvoltă în barele metalice înclinate, în special al forţelor axiale de întindere, întrucât datorită fenomenului de flambaj, capacitatea la compresiune a elementelor metalice este în general mult inferioară celei de întindere. În aceste structuri, zonele disipative sunt, de regulă, situate în diagonalele întinse şi ca urmare, energia indusă de excitaţia seismică este disipată aproape în totalitate prin deformaţiile inelastice ale acestor elemente. Deoarece atunci când sensul mişcării seismice se inversează aceste diagonale devin comprimate, este necesară prevederea unor măsuri speciale care să întârzie flambajul local în domeniul post-elastic al acestor elemente de oţel.

(4.3) În cazul sistemelor cu contravântuiri diagonale sau în formă de X se neglijează contribuţia diagonalelor comprimate la preluarea solicitărilor laterale.

bare suplimentare

3 - 22

(4.4) În cazul sistemelor de contravântuiri concentrice cu o singură diagonală per ochi de cadru, acestea trebuie distribuite în plan şi pe verticală astfel încât atât rezistenţa laterală, cât şi rigiditatea structurii consolidate să aibă valori apropiate pentru ambele sensuri de acţiune seismică. Astfel suma proiecţiilor orizontale ale secţiunilor transversale ale diagonalelor întinse trebuie să nu difere cu mai mult de 10% pentru cele două sensuri de acţiune seismică, pentru fiecare direcţie principală de rezistenţă.

(4.5) În cazul introducerii unor sistemelor de contravântuiri în formă de V sau Λ lungimea de flambaj se reduce, ceea ce conduce la creşterea capacităţii barelor comprimate. Ca urmare la proiectarea acestor sisteme de contravântuiri se poate conta şi pe aportul barelor comprimate la preluarea forţelor seismice orizontale.

(4.6) Pentru elementele de contravântuire având coeficienţi de zvelteţe diferiţi pe cele două direcţii principale ale secţiunii transversale se recomandă introducerea unor elemente metalice suplimentare cu rolul de a preveni flambajul barei comprimate pe direcţia slabă a secţiunii.

(4.7) În cazul contravântuirilor în formă de Λ, se va verifica dacă grinda existentă de beton armat este capabilă să preia momentele încovoietoare suplimentare produse de forţa verticală ce apare ca diferenţă între componentele verticale ale forţelor capabile ale diagonalei întinse şi a celei comprimate după flambajul barei comprimate (vezi fig. 3.23). Dacă grinzile existente nu pot prelua această solicitare suplimentară se impune consolidarea acestora prin ataşarea unor elemente de oţel atât la partea inferioară, cât şi la cea superioară.

Fig. 3.23. Încovoierea suplimentară a grinzii existente de beton armat

(4.8) Nu este permisă utilizarea sistemului de contravântuiri în formă de K, deoarece la jumătatea stâlpilor existenţi apar forţe orizontale neechilibrate, care pot conduce la o cedare prematură a stâlpilor de beton armat.

(4.9) În cazul sistemelor de contravântuiri în formă de X pe înălţimea a două niveluri (fig. 3.24(a)) componentele verticale ale barelor întinse şi comprimate de la nivelurile adiacente grinzii se anulează reciproc. Grinda existentă de beton armat

3 - 23

trebuie să fie capabilă să preia doar momentul concentrat produs de cuplul rezultantelor orizontale ce sunt aplicate la feţele superioară, respectiv inferioară a grinzii dacă axele contravântuirilor nu se suprapun (fig. 3.24(b)).

(a) (b) Fig. 3.24. Sistem de contravântuiri în X pe înălţimea a două niveluri

(4.10) Pentru sistemele de contravântuiri “înrămate”, elementele orizontale ale ramei metalice au şi rolul de „colectori”, asigurând transferul sarcinilor inerţiale de la nivelul planşeelor către contravântuirile de oţel nou introduse, iar elementele metalice verticale ale ramei reprezintă şi un sistem suplimentar pentru susţinerea încărcărilor gravitaţionale în cazul în care stâlpii de beton armat au secţiuni insuficiente.

(5) Sisteme de contravântuiri excentrice

(5.1) Dispunerea excentrică a intersecţiei dintre contravântuirile metalice şi axele elementelor ce alcătuiesc cadrul existent de beton armat creează un element suplimentar care are rolul de a disipa o cantitate semnificativă din energia indusă de mişcarea seismică prin deformaţii inelastice de forfecare sau încovoiere. Acest element având o mare capacitate de deformare histeretică este denumit „element disipativ” (link).

(5.2) Se impune realizarea unor elemente disipative cu caracteristici cât mai apropiate astfel încât să se obţină o comportare structurală de ansamblu cât mai omogenă.

(5.3) Pentru a obţine o comportare histeretică stabilă este necesar ca elementele cadrelor de beton armat şi contravântuirile metalice să prezinte o comportare elastică; astfel încât întreaga energie indusă de mişcare seismică să fie disipată prin deformaţiile ciclice inelastice ale elementelor disipative.

(5.4) Pentru consolidarea structurilor în cadre de beton armat se pot utiliza doar contravântuiri excentrice în formă de Y sau Y întors, elementul disipativ fiind amplasat între grinda de beton armat şi contravântuirile metalice (fig. 3.25). Elementele disipative nu pot fi ataşate la elementele orizontale sau verticale ale ramei metalice întrucât prezenţa elementelor rigide adiacente ce alcătuiesc cadrele de beton armat împiedică dezvoltarea unor deformaţii inelastice locale.

3 - 24

Fig. 3.25. Sistem de contravântuiri excentrice de tip Y întors

3.4.3.1.3. Cerinţe de performanţă structurală

(1) Cerinţe de performanţă ale elementelor metalice

(a) Pentru a întârzia flambajul prematur al elementelor de oţel comprimate se impune utilizarea unor elemente cu secţiuni transversale compacte care să permită dezvoltarea articulaţiilor plastice fără apariţia voalărilor, până la atingerea deformaţiilor plastice admisibile.

(b) Pentru calculul şi alcătuirea de detaliu a elementelor metalice ce alcătuiesc sistemul de contravântuiri se vor respecta prevederile specifice din normativul de proiectare seismică P100-1/2006 şi STAS 10108/0-78.

(2) Cerinţe de performanţă la nivel de structură

(a) Elementele metalice ale sistemului de contravântuire şi componentele sistemului de conectare trebuie proiectate pentru a putea prelua solicitările asociate mecanismului de cedare aşteptat.

(b) Pentru sistemul de cadre contravântuite cu prindere indirectă, mecanismul de rezistenţă al structurii consolidate depinde în mod esenţial de cele trei componente ce alcătuiesc acest sistem: elementele existente de beton armat, elementele metalice ale sistemului de contravântuire şi sistemul de conectare dintre aceste elemente. Capacitatea de rezistenţă a cadrului consolidat prin introducerea de contravântuiri metalice corespunde valorii minime dintre forţele de cedare ale celor trei mecanisme de rezistenţă posibile, indicate în fig. 3.26.

Fig. 3.26. Mecanismele de cedare ale sistemelor de contravântuiri cu prindere indirectă

Mortar necontractil Cadru de oţel

Panou de forfecarel

Contravântuiri

Cadru de beton armat existent Deformaţii inelastice

din forţă tăietoare Încărcare laterală

Cadrul existent de b.a

Contravântuirile metalice

Cedare din încovoiere/forfecare

Flambajul barelor comprim. şi curgerea

diag. întinse

Cedare prin încovoiere de ansamblu

Fără degradări

Cedare prin forfecare

Fără degradări

TIP I TIP II TIP III

3 - 25

Mecanismul de tip I: se caracterizează prin incursiuni post-elastice semnificative ale diagonalei

întinse şi flambajul local al celei comprimate; cedarea cadrului contravântuit corespunde ruperii la forţă tăietoare sau din

încovoiere a stâlpilor existenţi de beton armat; în zona de conectare dintre cadrul existent şi rama metalică nu se înregistrează

degradări semnificative; curba forţă orizontală-deplasare laterală evidenţiază o bună comportare

histeretică; înregistrându-se atât o creştere semnificativă a capacităţii laterale, cât şi sporirea ductilităţii de ansamblu.

Mecanismul de tip II: se caracterizează prin producerea unor lunecări în zona de conectare dintre

elementele cadrului de beton armat şi rama metalică a contravântuirii; capacitatea laterală de rezistenţă a cadrului consolidat este plafonată datorită

acestor lunecări orizontale; nu se înregistrează intrarea în curgere a diagonalei întinse şi nici flambajul celei

comprimate; cedarea se produce prin forfecarea stâlpului „întins” la partea superioară,

urmată imediat de ruperea la forţă tăietoare sau din încovoiere a stâlpului opus; Datorită forfecării stâlpului întins se observă o degradare rapidă a capacităţii

laterale a cadrului contravântuit.

Mecanismul de tip III: se caracterizează prin intrarea în curgere a armăturilor din stâlpul „întins” de

beton armat; cedarea se produce fie prin ruperea la întindere a armăturilor din stâlpul întins,

fie cel mai adesea prin zdrobirea betonului din stâlpul comprimat; nu se înregistrează lunecări în zona de conectare şi nici curgerea sau flambajul

diagonalelor metalice; chiar dacă comportarea de ansamblu a cadrului contravântuit este ductilă, acest

mecanism de rezistenţă nu este recomandat întrucât depinde de armarea existentă a elementelor de beton armat şi nu utilizează eficient capacitatea de întindere axială a contravântuirilor metalice.

(c) Se recomandă ca proiectarea soluţiei de intervenţie prin introducerea de contravântuiri metalice să urmărească obţinerea mecanismului de cedare de tip I.

3.4.3.1.4. Condiţii constructive şi tehnologii de conectare

(1) Se recomandă ca pentru conectarea dintre rama metalică şi cadrul existent de beton armat să se utilizeze fie conectori cu aderenţă chimică, fie conectori cu expansiune; este interzisă folosirea simultană a mai multe tipuri de ancore;

(2) În cazul conectării directe dintre elementele metalice şi structura existentă de beton armat, paşii tehnologici de execuţie sunt următorii:

(i) punerea în poziţie a contravântuirilor metalice pentru a marca poziţia găurilor sau eventual pentru realizarea parţială a găurilor;

(ii) îndepărtarea elementelor metalice şi realizarea găurilor conform diametrului şi adâncimii din proiect sau din specificaţiile tehnice;

(iii) curăţarea găurii conform instrucţiunilor date în fişa tehnică de producătorul răşinii epoxidice;

3 - 26

(iv) introducerea răşinii epoxidice şi ulterior a buloanelor/ancorelor; (v) se aşteaptă trecerea intervalului de timp necesar întăririi răşinii (vi) montarea şi fixarea contravântuirilor metalice.

Notă: În multe situaţii, realizarea găurilor în poziţiile dorite este împiedicată de prezenţa armăturilor din elementele existente. În asemenea cazuri, găurile parţial forate trebuie umplute cu un mortar necontractil, buloanele de ancorare trebuie repoziţionate şi implicit trebuie realizate noi găuri în flanşele/scaunele elementelor metalice.

(3) În cazul conectării indirecte dintre rama metalică şi elementele cadrului de beton armat, paşii tehnologici de execuţie constau în:

(i) îndepărtarea stratului de tencuială şi/sau a pereţilor de compartimentare de la interiorul ochiului de cadru;

(ii) buciardarea elementelor de beton armat adiacente pentru a crea o suprafaţă de contact rugoasă;

(iii) realizarea găurilor conform diametrului şi adâncimii din proiect sau din specificaţiile tehnice;

(iv) curăţarea găurii conform instrucţiunilor date în fişa tehnică a răşinii epoxidice;

(v) introducerea răşinii epoxidice şi ulterior a ancorelor; (vi) sudarea gujoanelor cu cap la exteriorul ramei metalice; (vii) introducerea ramei metalice; (viii) introducerea unor armături transversale pentru confinarea stratului de

mortar; (ix) realizarea cofrajului pentru interspaţiul dintre rama metalică şi cadrul

existent; (x) injectarea cu presiune a unui mortar necontractil.

Notă: Această tehnologia de execuţie este prezentată schematic în fig 3.27. (4) Diametrul minim al conectorilor post-instalaţi şi al gujoanelor cu cap sudate de rama metalică este de 16 mm. Pasul maxim dintre conectori/gujoane este de 250 mm.

(5) Adâncimea minimă de înglobare în beton a conectorilor post-instalaţi cu aderenţă chimică este de 8da, iar cea corespunzătoare conectorilor cu expansiune este de 5da (da - diametrul ancorei).

3 - 27

Fig. 3.27. Procedura schematizată de conectare indirectă între contravântuirile

metalice şi elementele de beton armat ale cadrului existent

(6) Sistemul de conectare dintre rama metalică şi cadrul existent de beton armat trebuie proiectat astfel încât să asigure un transfer cât mai uniform al eforturilor de lunecare ce se dezvoltă la interfaţă. Pentru a atinge acest deziderat trebuie evitată cedarea prin despicare a mortarului injectat în zona de conectare. De aceea, pasul şi ecartamentul ancorelor post-instalate şi al gujoanelor cu cap sudate de rama metalică trebuie să respecte condiţiile prezentate în fig. 3.28:

3 - 28

⎪⎪⎪⎪

⎩

⎪⎪⎪⎪

⎨

⎧

≥≥

≥

⋅≥≥

÷≈′

mm60gd5.7p

4d

t

d5emm60e

mm250160h

c

g

a2

1

Fig. 3.28. Distanţe minime pentru sistemul de conectare indirectă

(7) Lungimea de suprapunere dintre conectorii post-instalaţi şi gujoanele cu cap sudate de rama metalică va fi cel puţin egală cu jumătate din lungimea de ancorare în stratul de mortar a conectorilor şi a buloanelor. (vezi fig. 3.29).

Fig. 3.29. Definiţii ale distanţelor caractersitice conectării indirecte

(8) În interspaţiul dintre rama metalică şi elementele cadrului de beton armat se va injecta cu presiune un mortar cu contracţie redusă. În partea inferioară a cofrajului se vor prevede orificii pentru injectarea mortarului, iar la partea superioară a acestuia trebuie realizate orificii pentru a permite evacuarea aerului din interiorul cofrajului (vezi fig. 3.30). Procesul de injectare cu presiune a mortarului impune luarea unor măsuri speciale de fixare şi etanşeizare a cofrajului. Se recomandă ca etanşeizarea cofrajului să se realizeze cu spumă poliuretanică.

3 - 29

Fig. 3.30. Metoda de injectare cu presiune a mortarului necontractil

(9) Mortarul necontractil injectat în spaţiul dintre rama metalică şi cadrul de beton armat trebuie să aibă rezistenţa la compresiune cel puţin egală cu 30 N/mm2.

(10) Pentru a evita cedarea prin despicare a mortarului, în interspaţiul dintre rama metalică şi cadrul existent trebuie introdusă fie o armătură spiralată de tip fretă, fie etrieri rectangulari, fie „scăriţe” de plase sudate (vezi fig. 3.31).

Fig. 3.31. Exemple de armături transversale

3 - 30

(11) Procentul minim de armare transversală în zona de conectare (corespunzând fie armăturii spiralate, fie etrierilor rectangulari, fie fâşiilor de plase sudate) este de 0.4%. Acest procent se calculează cu următoarea formulă:

e

aees ah

Anp⋅′⋅

=

unde:

ae= pasul armăturii transversale (mm)

ne = numărul de ramuri (mm2)

Aae = aria unei ramuri (mm2)

h’ = înălţimea stratului de mortar (mm)

Fig. 3.32. Definiţiile notaţiilor utilizate pentru calculul procentului de armare transversală în zona de conectare

3 - 31

3.4.3.2. Introducerea unor pereţi structurali de beton armat

3.4.3.2.1. Principii

(1) Soluţia constând în introducerea unor pereţi structurali de beton armat este aplicabilă atât clădirilor cu structura alcătuită din cadre de beton armat, cât şi clădirilor cu parter flexibil, la nivelul slab.

(2) Conlucrarea cadrelor existente cu pereţii structurali de beton armat poate conferi ansamblului o comportare specifică structurilor duale sau structurilor rigide cu pereţi. Această soluţie de consolidare conduce la o creştere apreciabilă de rezistenţă şi rigiditate la deplasări laterale, astfel încât deplasările relative de nivel scad considerabil şi în consecinţă se diminuează gradul de degradare atât al elementelor structurale ale cadrelor din beton armat, cât şi al elementelor nestructurale.

(3) Pereţii structurali de beton armat pot fi plasaţi la exteriorul (fig. 3.33.a) sau la interiorul construcţiei (fig. 3.33.b).

Fig. 3.33. Amplasarea pereţilor structurali nou-introduşi

(4) Realizarea de pereţi structurali la interior prezintă unele dezavantaje legate de întreruperea funcţionalităţii, modificarea compartimentării interioare şi implicit afectarea funcţiunilor existente. Aceste modificări implică, de regulă, înlocuirea instalaţiilor existente, conducând la costuri de execuţie substanţial mai mari.

(5) În cazul monumentelor de arhitectură şi al clădirilor având o importanţă istorică deosebită nu este recomandabilă amplasarea noilor pereţi structurali la exteriorul clădirii, deoarece este afectată în mod negativ atât arhitectura faţadelor, cât şi iluminarea anumitor spaţii interioare.

(6) Realizarea unor pereţi structurali exteriori poate avea în vedere şi soluţia cu nuclee de beton armat amplasate fie la exterior (fig. 3.34), fie în eventuale curţi interioare. Sistemul de fundare al nucleelor de pereţi structurali de beton armat

Curte de lumină

3 - 32

concentrează eforturi importante din încărcări orizontale, însă fără a avea şi o lestare corespunzătoare. În consecinţă soluţia de fundare necesară este deseori bazată pe fundaţii de adâncime (piloţi, barete, ancore pretensionate etc.).

Fig. 3.34. Pereţi structurali şi nuclee de beton armat la exteriorul construcţiei

(7) Se va asigura o dispunere cât mai uniformă şi monotonă, atât în plan, cât şi în elevaţie, a pereţilor structurali pentru a evita variaţii bruşte ale rigidităţii laterale a structurii în plan şi pe înălţime.

(8) Prin introducerea unor pereţi structurali de beton armat cadrele existente sunt descărcate parţial de eforturile generate de acţiunile seismice şi ca atare cerinţele acestora pot fi reduse până la nivelul capacităţii lor efective.

(9) Se vor adopta detalii adecvate de conectare şi armare, astfel încât să se realizeze continuitatea pe verticală a peretelui şi pentru a conferi peretelui introdus o capacitate suficientă de deformare în domeniul post-elastic. Pentru conectarea dintre inima peretelui şi cadrul existent de beton armat se vor utiliza ancore speciale, ce se vor dimensiona la solicitarea combinată produsă de eforturile tangenţiale de la interfaţă şi de forţele de întindere capabile ale armăturilor din inima peretelui. Inima peretelui se va arma cu plase din bare legate sau sudate.

(10) Se va ţine seama că după consolidare transferul forţelor de inerţie de la nivelul planşeelor către pereţii de beton armat se concentrează în doar câteva planuri de rezistenţă şi în consecinţă eforturile în diafragmele orizontale cresc substanţial, inclusiv forţele de lunecare în rosturile dintre planşee şi pereţi.

(11) În zona de la baza structurii unde se înregistrează deformaţii plastice ale pereţilor structurali nou-introduşi, trebuie avut în vedere ca şi stâlpii neconsolidaţi ai cadrelor să poată dezvolta deformaţii inelastice importante, altfel spus trebuie să posede o capacitate de deformare plastică specifică structurilor care preiau încărcări seismice.

(12) Introducerea unor pereţi de beton armat conduce la creşterea eforturilor la nivelul fundaţiilor şi la modificarea mecanismului de cedare, ceea ce impune verificarea fundaţiilor existente, a presiunii şi a tasării terenului sub efectul eforturilor asociate acestuia.

(13) Datorită concentrării acţiunii seismice în doar câteva zone structurale intervin sporuri locale semnificative ale solicitărilor din anumite elemente ale infrastructurii şi din acest motiv este necesar ca infrastructura şi fundaţiile să fie suficient de puternice

3 - 33

sau să fie de asemenea consolidate. Ca urmare introducerea şi amplasarea noilor pereţi structurali este condiţionată în mare măsură de posibilitatea alcătuirii unor sisteme de fundaţii adecvate.

3.4.3.2.2. Soluţii constructive

(1) Realizarea pereţilor structurali nou-introduşi se poate face utilizând următoarele soluţii constructive:

(a) Realizarea unei inimi de beton armat prin umplerea totală sau parţială la interior a ochiului de cadru (fig. 3.35(a)), ancorate adecvat de elementele cadrului.

(b) Realizarea unei inimi exterioare de beton armat şi conectarea acesteia de elementele existente prin cămăsuirea stâlpilor (fig. 3.35(b)).

Fig. 3.35. Soluţii constructive de realizare a pereţilor structurali nou-introduşi

(2) Dacă noul perete structural umple complet ochiul de cadru, atunci în alcătuirea acestuia intră atât grinzile, cât şi stâlpii structurii existente; cei din urmă devenind bulbii peretelui structural. În cazul în care secţiunea de beton şi armarea stâlpilor existenţi sunt suficiente pentru a prelua noile solicitări, este necesar a se executa doar inima noului perete structural. Aceasta se poate realiza prin turnarea betonului în cofraj.

(3) Dacă, datorită unei confinări insuficiente şi/sau a unor detalii inadecvate de înnădire şi ancorare a armăturilor, stâlpii existenţi (ce urmează să devină bulbii noilor pereţi structurali) nu posedă capacitatea necesară de deformare în domeniul post-elastic, este necesară şi cămăşuirea acestora.

(4) O variantă alternativă ce poate reduce simţitor durata de execuţie a lucrărilor de consolidare o reprezintă realizarea noilor pereţi structurali din panouri prefabricate,

Stâlp existent

Inimă de b.a. nou-introdusă

Grindă existentă

(a)

(b)

Cămasă de b.a.

Grindă existentă

Perete de b.a. nou-introdus

Stâlp existent

3 - 34

conectate adecvat de elementele existente. Panourile prefabricate se vor realiza astfel încât dimensiunile acestora să permită introducerea şi manipularea lor în spaţiile interioare ale clădirii.

3.4.3.2.3. Cerinţe de performanţă structurală

(1) Cerinţe de performanţă la nivel de element individual

(a) Pereţii de beton armat introduşi trebuie înzestrate cu suficientă rezistenţă, pentru ca structura ansamblului să satisfacă cerinţa de rezistenţă asociată cutremurului de proiectare.

(b) Dacă capacitatea de încovoiere insuficientă a stâlpilor adiacenţi sau rotirea pe teren plafonează capacitatea de rezistenţă a peretelui structural, se impune ca în faza de proiectare să se prevadă măsuri suplimentare pentru a spori ductilitatea acestuia; de exemplu prin cămăşuirea stâlpilor existenţi, şi/sau mărirea fundaţiilor acestora.

(c) Efortul tangenţial mediu ce se dezvoltă pe inima nou introdusă (înălţimea secţiunii fiind lumina dintre stâlpi) trebuie limitat la cel mult τ = 0.25fc, unde fc reprezintă rezistenţa la compresiune a betonului.

(2) Cerinţe de performanţă la nivel de structură

(a) Consolidarea unei clădiri şi a rigidităţii structurii prin introducerea unor pereţi structurali de beton armat urmăreşte în general creşterea substanţială a capacităţii de rezistenţă.

(b) Mecanismul de rezistenţă al structurii consolidate prin introducerea unor pereţi structurali de beton armat depinde în mod esenţial de cele trei componente ce alcătuiesc acest sistem: elementele existente de beton armat; inima de beton armat nou-introdusă şi sistemul de conectare dintre aceste elemente. Sunt posibile următoarele trei mecanisme de cedare (fig. 3.36). Capacitatea de rezistenţă a cadrului consolidat corespunde valorii minime dintre forţele de cedare ale celor trei mecanisme de rezistenţă.

Fig. 3.36. Mecanismele de cedare ale peretelui structural de beton armat introdus

Mecanismul de tip I: cedarea cadrului consolidat corespunde ruperii casante la forţă tăietoare a inimii

de beton armat nou-introduse;

Cadru existent de b.a.

Inima de b.a. introdusă

Fără degradări

Rupere casantă la forţă tăietoare

Rupere locală la forţă tăietoare

Rupere prin forfecare

Fără degradări

Cedare prin încov. de ansamblu

TIP I TIP II TIP III

3 - 35

în zona de conectare dintre cadrul existent şi inimă nu se înregistrează degradări semnificative;

nu se înregistrează intrarea în curgere a armăturilor longitudinale din stâlpii de beton armat existenţi;

curba forţă orizontală-deplasare laterală evidenţiază o capacitate redusă de disipare a energiei indusă de excitaţia seismică.

Mecanismul de tip II: se caracterizează prin producerea unor lunecări în zona de conectare dintre

elementele cadrului existent şi inima de beton armat nou-introdusă; capacitatea laterală de rezistenţă a cadrului consolidat este plafonată datorită

acestor lunecări orizontale; nu se înregistrează intrarea în curgere a armăturilor longitudinale din stâlpii de

beton armat existenţi; cedarea se produce prin forfecare stâlpului „întins” la partea superioară, urmată

de ruperea fragilă la forţă tăietoare stâlpului „comprimat”;

Mecanismul de tip III: se caracterizează printr-o comportare de încovoiere de ansamblu, respectiv prin

intrarea în curgere a armăturilor din stâlpul „întins” de beton armat; cedarea se produce fie prin ruperea la întindere a armăturilor întinse, fie cel mai

adesea prin zdrobirea betonului din stâlpul comprimat; nu se înregistrează lunecări în zona de conectare şi nici ruperea la forţă tăietoare

a inimii nou-introduse; curba forţă orizontală-deplasare laterală evidenţiază o bună comportare

histeretică; înregistrându-se o creştere semnificativă a capacităţii laterale; se recomandă ca proiectarea soluţiei de intervenţie prin introducerea unor pereţi

structurali de beton armat să urmărească obţinerea mecanismului de cedare de tip III, respectiv prin încovoiere de ansamblu.

3.4.3.2.4. Condiţii constructive şi detalii de conectare.

(1) Grosimea inimii peretelui structural introdus va fi cel puţin egală cu 1/4 din latura perpendiculară a stâlpului, dar nu mai mică de 150 mm. (2) Pentru pereţii având grosimea inimii mai mare sau egală cu 180 mm este obligatorie armarea ambelor feţe cu plase de bare legate sau sudate. (3) Procentul de armare transversală a inimii va fi cel puţin egal cu 0,25%, dar nu mai mare de 0,80%.

(4) Clasa betonului utilizat pentru turnarea pereţilor introduşi va fi cel puţin egală cu clasa betonului din care este realizată structura existentă, dar nu va fi inferioară clasei C20/25.

(5) Eventualele goluri din pereţii structurali introduşi vor fi bordate cu bare de armătură pentru care suma capacităţilor de rezistenţă este cel puţin egală cu cea a armăturilor întrerupte de gol. Se vor respecta toate prevederile specifice din CR2 – 1- 1.1:2006: „Cod de proiectare pentru construcţii cu pereţi structurali de beton armat”.

(6) Tehnologia de turnare a betonului trebuie să asigure obţinerea unui beton de bună calitate şi mai ales să evite apariţia unui rost la interfaţa dintre peretele introdus şi grinda superioară existentă. Se recomandă utilizarea uneia din următoarele metode/tehnologii:

3 - 36

(a) Injectarea cu presiune a betonului pe la partea inferioară a cofrajului. Această metodă necesită prevederea unui număr suficient de goluri, uniform distribuite la partea superioară a cofrajului, care să permită eliminarea aerului şi să certifice umplerea completă cu beton a cofrajului.

(b) Turnarea betonului până la cca. 20 cm sub grinda existentă, urmată de injectarea cu presiune a betonului în zona de la partea superioară rămasă nebetonată.

(7) Tehnologia de conectare prin intermediul conectorilor post-instalaţi

(a) Se utilizează două tipuri de ancore post-instalate: conectori cu expansiune mecanică şi conectori cu aderenţă chimică.

(b) Pentru a realiza o conectare sigură şi eficientă trebuie respectate următoarele prevederi:

i. Suprafeţele de beton ale elementelor structurale existente şi eventual suprafaţa peretelui de compartimentare folosit drept cofraj vor fi buciardate pentru a crea asperităţi care să permită o conlucrare cât mai bună între betonul nou şi materialele existente.

ii. Conectorii trebuie instalaţi în găuri forate în miezul de beton confinat, aşa cum se indică în fig. 3.37. Este interzisă amplasarea conectorilor în zona stratului de beton de acoperire.

Fig. 3.37. Amplasare corectă a conectorilor post-instalaţi.

iii. Pentru a împiedica cedare prin despicare a betonului din zona de conectare trebuie prevăzută o armare transversală sub forma fie a unei armături spiralate de tip fretă (fig. 3.38), fie a unor fâşii/”scăriţe” din plase sudate (fig. 3.39).

3 - 37

Fig. 3.38. Armarea transversală a zonei de conectare cu armatură de tip fretă

Fig. 3.39. Armarea transversală a zonei de conectare cu „scăriţe” din plase sudate

iv. Pasul dintre conectorii post-instalaţi şi distanţele dintre aceştia şi marginile elementelor de beton armat vor fi cel puţin egale cu valorile prezentate în fig. 3.40.

da – diametrul ancorei post-instalate

a) Dispunere ortogonală b) Dispunere în zig-zag

Fig. 3.40. Distanţe minime pentru conectarea cu ancore post-instalate

v. Adâncimea minimă de înglobare în betonul existent este de 5da pentru conectorii cu expansiune şi de 8da pentru conectorii cu aderenţă chimică.

(7.1) Alte tehnologii de conectare

ad5.7p ≥a2 d5e ≥

ad5.5g ≥

a1 d5.2e ≥

ad5.7p ≥ a2 d5e ≥

ad4g ≥

a1 d5.2e ≥

3 - 38

(a) Pentru a obţine o bună conlucrare între betonul nou introdus şi cel existent se pot utiliza şi alte soluţii tehnologice cum ar fi spre exemplu:

i. Tăierea unor bucăţi din stratul de beton de acoperire al elementelor cadrului existent pentru a realiza pene de forfecare (fig. 3.41).

ii. Utilizarea unor pene prefabricate de forfecare ce se lipesc de elementele structurale existente utilizând diverse substanţe adezive (fig. 3.42).

(b) Se recomandă validarea comportării acestor procedee de conectare prin teste experimentale.

Fig. 3.41. Conectarea prin intermediul penelor de forfecare

realizate prin tăierea unor bucăţi de beton

Fig. 3.42. Conectarea prin intermediul penelor prefabricate

lipite cu diverse substanţe adezive

Conector

Conector

3 - 39

3.4.3.3. Umplerea ochiurilor de cadru cu panouri metalice

(1) Soluţia constând în introducerea unor panouri metalice la interiorul ochiurilor de cadru este aplicabilă atât clădirilor cu structura alcătuită din cadre de beton armat, cât şi clădirilor cu parter flexibil, la nivelul slab.

(2) Principalele avantaje ale acestei soluţii de intervenţie sunt timpul de execuţie redus şi faptul că introducerea panourilor metalice nu conduce la o creştere semnificativă a greutăţii totale a clădirii.

(3) Conlucrarea cadrelor existente cu panourile metalice poate conferi ansamblului o comportare specifică structurilor duale sau structurilor rigide cu pereţi. Se obţine creşterea capacităţii de rezistenţă şi a rigidităţii laterale, şi în consecinţă se diminuează riscul de degradare al elementelor structurale ale cadrelor din beton armat şi al elementelor nestructurale.

(4) Se va asigura o dispunere cât mai uniformă şi monotonă, atât în plan, cât şi în elevaţie, a panourilor metalice pentru a evita variaţia bruscă a rigidităţii laterale a structurii în plan şi pe înălţime.

(5) Prin introducerea panourilor metalice, elementele cadrelor existente pot fi descărcate parţial de eforturile generate de acţiunile seismice şi până la nivelul capacităţii lor efective.

(6) Introducerea unor panourilor metalice duce la modificarea mecanismului de cedare şi la creşterea eforturilor la nivelul fundaţiilor. Aceasta impune verificarea fundaţiilor existente, a presiunii şi a tasării terenului şi eventual o consolidare a fundaţiilor.

3.4.3.3.1. Soluţii constructive

(1) Pentru umplerea ochiurilor de cadru se pot utliza panouri metalice pline sau cu goluri (fig. 3.43).

Fig. 3.43. Umplerea golului de cadru cu panouri metalice

(2) Pentru a asigura stabilitatea foii metalice se realizează un sistem ortogonal de rigidizări metalice.

3 - 40

(3) Tehnologia de conectare dintre panourile metalice şi cadrul existent de beton armat, precum şi paşii tehnologici de execuţie sunt cei prezentaţi la pct. 3.4.3.1.4(3).

(4) La proiectarea soluţiei de conectare dintre panourile metalice şi elemetele existente de beton armat se vor respecta prevederile specifice prezentate la pct. 3.4.3.1.4.

3 - 41

3.4.3.4 Intervenţii prin introducerea unor contraforturi exterioare

(1) Introducerea unor elemente exterioare de tipul contraforturilor (fig. 3.44) poate reprezenta o soluţie eficientă de a reduce solicitările generate de acţiunile seismice asupra elementelor structurale existente.

Fig.3.44. Creşterea rezistenţei prin introducerea contraforturilor

(2) Această soluţie de intervenţie poate fi aplicată numai atunci când există spaţiul liber necesar.

(3) Principalul avantaj al realizării unor contraforturi exterioare este că lucrările de consolidare nu afectează semnificativ sau chiar nu întrerup funcţionalitatea spaţiilor interioare ale construcţiei. În plus şi costurile lucrărilor de consolidare pot fi reduse datorită accesului mai facil al utilajelor, echipamentelor şi materialelor.

(4) Construirea unor contraforturi exterioare necesită realizarea unui sistem de fundaţii suplimentar. În general, pentru a evita excavarea sub clădirea existentă, se realizează fundaţii excentrice faţă de axul contrafortului.

(5) Solicitările asupra sistemului de fundare depind de modul în care a fost proiectată legătura dintre clădirea existentă şi contrafort. Dacă clădirea doar „apasă” pe contrafort, însă nu este capabilă să şi tragă de acesta, atunci sistemul de fundare va fi solicitat preponderent la compresiune. În cazul în care între clădire şi contrafort se realizează o conectare puternică, contrafortul este activ pentru ambele sensuri ale forţei laterale, astfel încât la nivelul terenului de fundare trebuie preluate eforturi de întindere semnificative.

(6) Întrucât încărcările verticale provin doar din greutate proprie, lestarea contraforturilor este redusă şi, în cazul contraforturilor ce preiau şi întinderi, tensiunile ce se dezvoltă la interfaţa dintre fundaţie şi teren sunt mari şi necesită, în general, realizarea unor fundaţii de adâncime (piloţi, barete, ancore pretensionate etc.) (vezi figura 3.45) capabile să dezvolte aceste eforturi.

(7) Se recomandă ca, atunci când este posibil, contraforturile să fie dispuse simetric la ambele capete ale clădirii pe direcţia în care structura acesteia trebuie să fie consolidată. În acest caz se poate opta pentru realizarea unor contraforturi capabile să preia doar împingeri.

(8) În cazul în care la acelaşi capăt al clădirii existente se realizează mai multe contraforturi, atunci între acestea se vor prevede legături orizontale de tipul grinzilor şi plăcilor de beton armat care să le asigure o acţiune solidară.

Contrafort

Cadru existent

Cadru existent

b. Elevaţie a. Plan

3 - 42

Fig. 3.45. Fundaţii pe piloţi pentru contraforţii ce lucrează şi la întindere

(9) Fundaţiile contraforturilor vor fi puternic conectate de grinzile de fundare ale structurii existente.

(10) Pentru a asigura o bună interacţiune cu structura existentă şi transferul eforturilor între contraforturi şi clădire, acestea vor trebui să fie bine conectate de structura existentă atât la nivelul fiecărui planşeu, cât şi la interfaţa dintre aceştia şi stâlpi. Conectarea orizontală dintre grinzile sistemului de contraforturi şi grinzile structurii existente se va calcula şi se va detalia astfel încât să poată prelua tensiunile ce apar la interfaţa acestora.

(11) Pentru a putea transfera forţele de inerţie de la construcţia existentă la contraforturi sunt necesare intervenţii şi în spaţiile interioare pentru a realiza „colectori” capabili să preia şi să transmită aceste forţe.

(12) Grosimea minimă a peretelui contrafortului este de 150 mm. Acesta va trebui să fie bordat la ambele capete de către stâlpi, iar la nivelurile planşeelor existente se vor realiza grinzi.

(13) Armarea contraforturilor va respecta prevederile specifice din CR2-1-1.1:2006: „Cod de proiectare pentru construcţii cu pereţi structurali de beton armat”.

„Colector” pt. transferul forţelor inerţiale

Contrafort

Clădirea existentă

Piloţi foraţi

3 - 43

3.4.3.5. Intervenţii prin realizarea unor cadre spaţiale exterioare

(1) Această soluţie de intervenţie este aplicabilă în cazul în care consolidarea prin intervenţii la interiorul construcţiei nu este posibilă şi când spaţiul din jurul clădirii permite o asemenea lucrare.

(2) Obiectivul principal al acestei soluţii îl reprezintă sporirea capacităţii laterale de rezistenţă şi rigidităţii clădirii existente. În felul acesta rolul structurii adăugate este similar cu cel al contraforturilor.

(3) Se recomandă ca pe direcţia în care structura este vulnerabilă din punct de vedere al comportării la acţiuni seismice, cadrele spaţiale exterioare să fie dispuse la ambele extremităţi ale clădirii, aşa cum se poate observa în figura 3.46.

Fig. 3.46. Realizarea unor cadre spaţiale exterioare

pe direcţia în care structura existentă este vulnerabilă seismic

(4) Cadrele spaţiale exterioare se vor dispune uniform atât în plan, cât şi în elevaţie.

(5) Axele stâlpilor şi grinzilor ce alcătuiesc noile cadre spaţiale vor fi poziţionate în aceleaşi planuri verticale, respectiv orizontale cu cele corespunzătoare axelor elementelor structurale existente.

(6) Se vor adopta detalii adecvate de conectare a noilor cadre spaţiale de structura existentă. Conectarea orizontală la nivelul grinzilor se va calcula şi se va detalia astfel încât să poată prelua eforturile de întindere ce apar la interfaţa cu structura existentă,

3 - 44

iar conectarea verticală cu stâlpii existenţi se va calcula şi se va detalia astfel încât să poată prelua eforturile de forfecare aferente.

(7) Pentru a evita apariţia unor tasări inegale terenul de fundare de sub structura adăugată se va compacta corespunzător sau se vor utiliza piloţi introduşi într-un strat de teren cu compresibilitate redusă.

3.4.4. Comparaţie între diferitele soluţii de intervenţie

(1) Cunoaşterea principalelor avantaje şi inconveniente de ordin structural, tehnologic şi economic reprezintă o condiţie de bază pentru a păstra în faza de selecţie finală doar cele mai potrivite soluţii de intervenţie.

(2) Principalii parametri ce trebuie analizaţi în vederea selectării variantei optime de intervenţie sunt: efectele locale asupra elementelor consolidate, efectele globale asupra comportării structurale; gradul de întrerupere a funcţionalităţii, complexitatea tehnologiei de execuţie şi nu în ultimul rând costul relativ al lucrărilor.

3 - 45

Tabelul 3.1. Caracteristicile de bază ale diverselor soluţii de consolidare.

Metoda Efecte locale Efecte globale Întreruperea funcţionalităţii

Tehnologia de execuţie

Costul relativ de execuţie

Comentarii

Cămăşuirea cu B.A.

Creşterea rigidităţii, ductilităţii, a capacităţii la forţă tăietoare.

Continuitatea armăturilor longitudinale conduce şi la creşterea capacităţii la compresiune excentrică.

Schimbă caracteristicile răspunsului seismic.

Dacă se aplică stâlpilor, conduce la apariţia articulaţiilor plastice în grinzi.

Medie spre ridicată.

Complexitate redusă, cu excepţia folosirii intense a înnădirii cu sudură.

Cost redus per element.

Nu poate îmbunătăţi răspunsul seismic al clădirilor cu parter flexibil.

Dacă se utilizează doar la anumite niveluri poate provoca unor etaje slabe la partea superioară.

Cămăşuirea cu elemente metalice

Creşterea ductilităţii şi a capacităţii la forţă tăietoare.

Creşte capacitatea globală de deformare post-elastică a structurii.

Medie spre redusă.

Complexitate medie.

Cost mediu.

Soluţie efectivă în cazurile în care principala problemă este armarea transversală insuficientă.

Execuţie relativ rapidă.

„Cămăşuirea” cu fibre de carbon

Creşterea ductilităţii şi a capacităţii la forţă tăietoare.

Creşte capacitatea globală de deformare post-elastică a structurii.

Medie spre redusă.

Complexitate ridicată.

Cost ridicat.

Soluţie efectivă în cazurile în care principala problemă este armarea transversală insuficientă, iar costul de execuţie nu reprezintă un factor determinant.

Introducerea unor pereţi din beton armat

Poate conduce la creşterea cerinţelor de rezistenţă a elementelor existente adiacente.

Reducerea drastică a cerinţelor de deplasare în toate elementele structurale.

Poate rezolva problemele clădirilor cu parter flexibil.

Creşte masa construcţiei.

Ridicată în cazul pereţilor introduşi la interior.

Redusă pentru pereţii introduşi doar la exterior.

Complexitate redusă.

Cost redus. Reprezintă soluţia cea mai eficientă dacă întreruperea funcţionalităţii nu reprezintă o problemă.

Sunt necesare intervenţii semnificative la nivelul fundaţiilor.

Introducerea unor contravântuiri metalice

Protejează stâlpii învecinaţi împotriva colapsului, în cazul unor ruperi fragile.

Poate introduce forţe mari la noduri.

Creşte capacitatea de disipare şi ductilitatea de ansamblu.

Poate rezolva problemele clădirilor cu parter flexibil.

Medie spre ridicată în funcţie de amplasarea la exterior, respectiv la interior.

Complexitate medie.

Cost mediu.

Metoda este sensibilă la modul de detaliere al elementelor metalice şi al prinderilor pentru a împiedica flambajul local sau cedarea post-flambaj.

Introducerea unor pereţi de zidărie armată

Generează solicitări ridicate la colţuri.

Creşte rigiditatea de nivel şi ca urmare scad deplasările relative de nivel.

Reducerea cerinţelor de deplasare în elementele structurale.

Creşte masa construcţiei şi implicit şi forţele seismice.

Medie spre ridicată în funcţie de amplasarea la exterior, respectiv la interior.

Complexitate redusă.

Cost redus. Poate fi o soluţie eficientă atunci când costul reprezintă principalul parametru de selecţie.

Realizarea la exterior a unor contraforţi sau a unor cadre spaţiale

Generează solicitări foarte mari la interfaţa de conectare cu clădirea existentă.

Reducerea drastică a cerinţelor de deplasare în toate elementele structurale.

Poate rezolva problemele clădirilor cu parter flexibil.

Creşte masa construcţiei.

Redusă. Complexitate medie.

Cost mediu spre ridicat.

Necesită un spaţiu exterior şi un nou sistem de fundaţii.

Ridicarea fundaţiilor de pe teren poate reprezenta o problemă majoră, ce necesită fundaţii de adâncime.

3 - 46

3.5. CONSOLIDAREA STRUCTURILOR CU PEREŢI DE BETON ARMAT 3.5.1. Tipuri de masuri de consolidare a peretilor de beton armat

(1) Consolidarea pereţilor de beton armat se face pentru imbunatatirea (cresterea): - rezistenţei la eforturi din incovoiere; - rezistenţei la eforturi din forta taietoare; - deformabilitatii (ductilitatii); - rigiditatii. În functie de cerinte, pentru un perete se realizeaza fie numai una din masurile de consolidare de

mai sus, fie combinatii intre acestea, astfel: - creşterea rezistenţei la încovoiere şi din forta taietoare; - cresterea capacitatii de deformatie şi cresterea rezistenţei din forţă taietoare. În multe situatii un tip de interventie are efecte multiple. De exemplu o crestere a rezistentei la

eforturi din incovoiere are ca rezultat, în cele mai multe cazuri, o sporire a ductilitatii, dar şi o crestere a fortei taietoare asociate.

(2) Consolidarea peretilor de beton armat se realizeaza prin prevederea unor cama şi de beton armat, din elemente de otel sau fibre din polimeri. Avantajele şi inconvenientele utilizarii uneia sau a alteia dintre tehnologii sunt indicate în tabelul 3.5.1:

Tabel 3.2 Caracteristici ale soluţiilor de cămăşuire din diferite materiale

Elemente de beton armat Elemente din otel Polimeri armati cu fibre (FRP) Avantaje - costuri reduse la material

şi manopera; - aderenta cu betonul existent se realizeaza, practic, de la sine;

- pastrarea formatului initial al structurii; - se reduce masa adaugata; - timp de realizare redus în comparatie cu betonul armat;

- pastrarea formatului initial al structurii; - masa adaugata este practic zero; - afectarea minima a utilizarii; - cel mai redus timp de realizare;

Inconveniente - modificarea, uneori majora, a configuratiei şi functiunii initiale ale structurii; - imposibilitatea realizarii elementelor noi în zona de calcan; - masa adaugata este mare;

- necesita protectie la foc; - costuri mai mari la material şi manopera decat betonul armat; - necesita materiale si/sau tehnologii speciale pentru realizarea aderentei la betonul existent;

- necesita protectie la foc; - costuri mai mari la material şi manopera decat betonul armat şi otelul; - necesita tehnologii speciale de punere în opera;

3.5.2. Creşterea rezistentei la incovoiere (1) Creşterea capacitatii rezistenţei din încovoiere se poate realiza prin introducerea unor

elemente noi de beton armat sau de otel la extremitatile peretilor existenti.

În această situatie este necesara realizarea continuitatii elementelor nou introduse pe toata inaltimea structurii (fig 3.46 a şi b) şi presupune spargerea locala a elementelor orizontale (placi si/sau grinzi) intalnite pe inaltimea peretelui. Se pot aplica şi solutii în care grinzile pot fi ocolite, spargerea acestora fiind evitata.

3 - 47

(2) Detaliile de consolidare recomandate sunt cele din figurile 3.47, 3.48 şi 3.49:

a) prin adaugarea sau marirea unor bulbi din beton armat (fig. 3.47 a, b):

Fig. 3.46.a

Fig. 3.46.b

Fig. 3.47.a Fig. 3.47.b

3 - 48

b) prin adaugarea unor elemente din otel:

- Corniere la colturi rigidizate orizontal cu benzi din otel (fig.3.48):

- Placi metalice (fig.3.49):

(3) În situatiile în care sporirea rezistentei la incovoiere duce la cresterea fortei taietoare de

dimensionare, peste capacitatea elementelor, vor fi necesare şi masuri de sporire a rezistentei lor la forta taietoare.

3.5.3. Cresterea deformabilitatii (cresterea ductilitatii) (1) Cresterea capacitatii de deformare (cresterea ductilitatii) se face prin confinarea zonelor

de capat ale peretilor, prin prevederea de cama şi de beton armat, otel sau polimeri armati cu fibre (FRP).

(2) Daca se intentioneaza ca aceste interventii sa nu duca şi la sporirea rezistentei la incovoiere si, implicit, a fortei taietoare de proiectare (asociata) continuitatea pe verticala a camasuirii se va intrerupe în dreptul planseelor (fig.3.50. a şi b):

Fig. 3.48

Fig. 3.49

3 - 49

(3) În cazul peretilor fără bulbi la extremitati detaliile de întărire a zonelor de capat pot fi

rezolvate ca în figura 3.51:

Fig. 3.50.a

Fig. 3.50.b

Fig. 3.51

3 - 50

(4) Detaliile de camasuire cu FRP sunt similare celei din figura 3.51.

3.5.4. Cresterea rezistentei la forta taietoare (1) Solutiile de sporire a rezistentelor la forta taietoare constau din adugarea unei inimi noi

de beton armat, rezultand astfel cresterea grosimii inimii peretelui (fig. 3.52 a şi b), prin adaugarea unor benzi metalice, a unor table de dimensiunea panoului, pe inima peretelui (fig. 3.53 a şi b) sau prin adaugarea de fibre de carbon (fig. 3.54 a, b şi c). Elementele nou introduse pot fi pe ambele fete ale peretelui existent sau doar pe o fata şi nu trebuie sa traverseze planseul.

Fig. 3.52 a

Fig. 3.52 b

Fig. 3.53 a Fig. 3.53 b

3 - 51

≥ 15 cm

PAFancore

≥ 15 cm ≥ 15 cm

PAF

colţ rotunjit R≥30

Fig. 3.54 a colţ rotunjit R≥30

PAF

Fig. 3.54 b

Fig. 3.54 c

3 - 52

3.6 Intervenţii asupra planşeelor 3.6.1 Probleme generale (1) Intervenţiile asupra planşeelor construcţiilor existente prezentate în această secţiune au în vedere numai rolul lor de diafragme orizontale, rigide şi rezistente pentru încărcări aplicate în planul lor. Intervenţiile impuse de degradările provocate de solicitările produse de încărcările gravitaţionale sau de rezistenţă insuficientă a planşeelor faţă de aceste încărcări impun măsuri specifice, care nu fac obiectul codului. (2) Eforturile secţionale (efectele acţiunilor) în diafragmele orizontale ale clădirilor se determină pe modele de calcul specifice proporţiilor acestor elemente, respectiv pe modele de grinzi perete, sau grinzi cu zăbrele rezemate pe componentele structurii verticale a clădirii. Eforturile secţionale se stabilesc potrivit celor mai defavorabile (acoperitoare) scheme de încărcare, în care acţiunile seismice de proiectare corespund mecanismului de plastificare (de disipare de energie) al structurii. (3) Funcţie de deficienţele de alcătuire ale planşeelor intervenţiile care au în vedere funcţia de diafragme orizontale, pot avea unul sau mai multe din următoarele obiective: - creşterea rezistenţei la forţă tăietoare - creşterea rezistenţei la încovoiere - creşterea rezistenţei la lunecare a zonelor de conectare între elementele structurii verticale şi planşee, prin care se asigură transferul forţelor masice de la planşeu la structura care preia forţele laterale - realizarea unor elemente capabile să colecteze încărcările masice aplicate în grosimea planşeului şi transportul lor la elementele structurii verticale sau pentru suspendarea lor în zona comprimată a diafragmei, atunci când aceste încărcări produc întinderi perpendiculare pe axul grinzii perete orizontale. - creşterea rezistenţei diafragmei în zonele cu slăbiri locale (în special în vecinătatea golurilor). (4) Măsurile de consolidare ale planşeelor pot deveni necesare mai ales dacă prin soluţiile de consolidare ale structurii verticale, de exemplu, prin introducerea unor pereţi structurali rigizi, la distanţe relativ mari, deschiderile planşeelor ca grinzi orizontale cresc în raport cu situaţia anterioară intervenţiei. (5) Îmbunătăţirea condiţiilor de solicitare ale planşeelor se poate obţine şi ca urmare a reducerii deschiderii lor pe schema de grindă orizontală prin introducerea unor elemente structurale verticale suplimentare sau prin consolidarea celor existente. 3.6.2 Soluţii de sporire a rezistenţei la forţă tăietoare (1) În cazul în care rezistenţa la forţă tăietoare în planul planşeului este insuficientă se poate aplica una din următoarele soluţii: - prin suplimentarea grosimii diafragmei orizontale printr-un strat de beton armat monolit turnat deasupra planşeului existent (suprabetonare);

3 - 53

- prin reducerea valorii eforturilor de forfecare prin introducerea unor elemente verticale suplimentare (pereţi de beton armat, contravântuiri) care reduc deschiderea diafragmei pentru forţe aplicate în planul planşeului. (2) Soluţia suprabetonării reprezintă soluţia obişnuită. Aplicarea acestei tehnici obligă la realizarea unor legături adecvate cu elementele structurii verticale, de regulă prin conectori postinstalaţi (fig. 3.55) şi a conlucrării dintre stratul nou turnat şi stratul de bază de beton.

Figura 3.55

Câteva soluţii de realizare a aderenţei dintre cele două straturi de beton armat prezentate în fig. 3.56.

(a)

(b)

(c)

(d)

Figura 3.56 În cazul din fig. 3.56(a), conlucrarea este realizată prin intermediul unui strat de pietriş lipit cu adeziv epoxidic de placa planşeului existent. În fig. 3.56(b), conectarea celor două straturi se realizează prin ancore postinstalate, cu capăt expandabil sau aderente chimic. În fig. 3.56(c), se prezintă o soluţie care se poate aplica în cazul unor planşee prefabricate alcătuite din fâşii cu goluri. Prin spargerea bolţii de deasupra unor goluri şi umplerea acestora odată cu turnarea suprabetonării se realizează pene care preiau tendinţa de lunecare între cele două straturi de beton. O altă soluţie este prezentată în fig. 3.56(d) în care conlucrarea între suprabetonare şi placa existentă se realizează prin corniere fixate cu bolţuri de placa planşeului existent.

3 - 54

(4) Suplimentarea grosimii planşeelor prin suprabetonare duce la mărirea greutăţii permanente a construcţiei şi implicit a forţei seismice. În consecinţă la verificarea elementelor structurale, inclusiv a fundaţiilor se va ţine seama de acest spor de încărcare. (5) Prin reducerea deschiderii diafragmelor ca urmare a introducerii unor elemente structurale suplimentare (pereţi, contravânturiri) se pot evita sau reduce măsurile de consolidare a planşeelor. Asemenea situaţii apar de regulă de la sine, când structura verticală trebuie întărită ca urmare a unei rezistenţe sau a unei rigidităţi laterale insuficiente. 3.6.3 Soluţii de sporire a rezistenţei la încovoiere (1) Deficitul de rezistenţă la încovoiere în planul diafragmei se poate elimina prin creşterea rezistenţei centurilor de pe conturul planşeului. Soluţiile care pot fi aplicate în acest scop sunt următoarele: - demolarea marginii plăcii planşeului şi returnarea zonei desfăcute după ce în prealabil s-au montat armăturile centurii (fig. 3.57); - montarea unor armături de centură continuă în lungul marginii diafragmei, în grosimea suprabetonării, atunci când planşeul se suprabetonează (fig. 3.55); - introducerea unor elemente metalice (platbande, corniere) în lungul marginilor planşeelor conectate adecvat de placă; - prin reducerea eforturilor de încovoiere în planul planşeului prin reducerea deschiderilor acestuia ca urmare a introducerii unor elemente verticale suplimentare (vezi 3.5.2(5)). (2) În cazul realizării centurii într-o fâşie de planşeu desfăcută şi returnată (fig. 3.57), trebuie luate măsuri, dacă este necesar, pentru susţinerea provizorie a planşeului pe durata lucrărilor şi pentru continuitatea neîntreruptă a armăturilor de centură în dreptul eventualelor obstacole (traversarea unor grinzi metalice, a unor pereţi etc.). De asemenea, atunci când leagătura cu reazemul plăcii este subdimensionată, cu ocazia executării centurii se îmbunătăţeşte şi conectarea dintre planşeu şi elementele verticale.

Figura 3.57

(5) Centurile de pe perimetrul planşeului se pot realiza şi cu profile şi platbenzi metalice, dispuse după caz la partea superioară sau la partea inferioară a plăcii (fig. 3.58). În al doilea caz trebuie luate măsuri pentru traversarea grinzilor orientate perpendicular pe centură, de exemplu, prin traversarea acestor elemente cu bare de oţel beton de secţiune echivalentă solidarizate de elementele centurii.

3 - 55

Centurile metalice se prind de diafragma de beton armat prin conectori postinstalaţi prin expandarea capetelor sau coroziune chimică.

Figura 3.58

(6) Soluţiile indicate pentru realizarea centurilor cu armături în suprabetonare sau elemente metalice, se pot aplica şi pentru realizarea colectorilor şi suspensorilor diafragmelor. 3.6.4 Sporirea capacităţii de transmitere a forţelor de lunecare între placă şi elementele structurii verticale (1) Soluţiile pentru sporirea legăturii între planşeu şi elementele structurii verticale, pereţi structurali şi/sau grinzi de cadru au în vedere preluarea forţelor prin forfecarea unor elemente metalice sau prin frecare echivalentă.

(a)

(b) Figura 3.59

Elementele care contribuie la preluarea forţelor transmise de la planşeu la perete sau grinzi pot fi armături de oţel beton montate în suprabetonare, care traversează elementul reazem prin goluri perforate, umplute ulterior cu mortar epoxidic (fig. 3.59(a)) sau conectori care transmit aceste forţe de la placă la piesele metalice de legătură şi de la acestea la grinzi sau pereţi (fig. 3.59(b)). 3.6.5 Soluţii de sporire a rezistenţei în jurul golurilor (1) În situaţiile în care diafragmele orizontale prezintă un deficit de rezistenţă în jurul golurilor sau al unor discontinuităţi în plan (de exemplu, la colţuri intrânde) se poate spori rezistenţa planşeelor prin următoarele categorii de măsuri:

3 - 56

- realizarea unor bordaje metalice ale golurilor prin care se distribuie eforturile în corpul planşeului; - realizarea unor bordaje cu bare de oţel beton plasate la marginea golurilor în suprabetonarea plăcii existente; - reducerea sau chiar eliminarea concentrărilor de eforturi din jurul golurilor prin umplerea parţială sau totală a golului, atunci când funcţiunea clădirii o permite. (2) Bordajele din profile sau platbenzi metalice vor fi fixate cu conectori postinstalaţi de placa planşeului existent şi prelungite dincolo de marginea golului, cu lungimi de ancorare suficiente pentru a transmite în masa planşeului eforturile aferente armăturilor întrerupte prin dispunerea golului (fig. 3.60).

Figura 3.60

(3) Bordajele realizate cu bare din oţel beton dispuse în suprabetonare se alcătuiesc similar cu centurile, tiranţii şi colectorii dispuşi în suprabetonare, aşa cum s-a arătat la 3.5.3. Armăturile de bordare vor fi ancorate adecvat dincolo de marginea golurilor (fig. 3.61).

Figura 3.61

5- 1

5 . LUCRĂRI DE INTERVENŢIE PENTRU REDUCEREA RISCULUI SEISMIC AL CLĂDIRILOR DIN ZIDĂRIE

5.1. Obiectul capitolului

(1) Obiectul prezentului Capitol este stabilirea cerinţelor şi a principiilor generale pentru proiectarea lucrărilor de reducere a riscului seismic pentru construcţiile din zidărie existente.

(2) Lucrările de reducere a riscului seismic, prevăzute în acest Capitol se aplică următoarelor categorii de clădiri existente din zidărie:

- clădiri care au suferit avarii cu diferite niveluri de severitate din acţiunea cutremurului;

- clădiri care nu satisfac nivelurile de performanţă corespunzătoare obiectivelor de performanţă stabilite de investitor / utilizator.

(3) Măsura în care sunt satisfăcute nivelurile de performanţă corespunzătoare diferitelor obiective de performanţă se determină prin evaluarea seismică conform P100-3/ vol.1, anexa D.

(4) Prezentul capitol se referă la principiile soluţiilor tehnice de intervenţie pentru reducerea riscului seismic al clădirilor din zidărie şi, în unele cazuri, la regulile de aplicare a acestor principii. Detalierea soluţiilor de reparaţie/consolidare va face obiectul unui document separat.

(5) Soluţiile de principiu şi rezolvările constructive de reducere a riscului seismic pentru clădirile din zidărie date în acest capitol nu pot fi aplicate pentru clădirile monument istoric fără acordul autorităţilor competente.

5.2. Categoriile şi scopul lucrărilor de intervenţie pentru reducerea riscului seismic al clădirilor din zidărie

5.2.1. Categorii de lucrări pentru reducerea riscului seismic

(1) Lucrările pentru reducerea riscului seismic al clădirilor din zidărie se grupează în două categorii conceptual diferite:

- lucrări de reparaţie

- lucrări de consolidare

(2) În funcţie de amploarea şi complexitatea lucrărilor de consolidare acestea se clasifică după cum urmează:

- consolidarea individuală, care implică intervenţii asupra unui număr redus de elemente structurale cu avarii grave şi foarte grave;

- consolidarea de ansamblu a structurii care implică intervenţii asupra unui număr mare/totalitatea elementelor structurale şi poate fi făcută:

- cu menţinerea sistemului structural existent;

- cu modificarea sistemului structural existent.

5- 2

5.2.2. Scopul lucrărilor pentru reducerea riscului seismic

(1) Lucrările de reducere a riscului seismic al clădirilor din zidărie au ca scop reducerea următoarelor categorii de risc seismic:

- afectarea siguranţei vieţii;

- pierderi importante, directe şi indirecte, de valori materiale si culturale.

(2). Amploarea şi complexitatea lucrărilor necesare pentru reducerea riscului seismic al clădirilor din zidărie depinde de:

- starea de avariere a structurii din cauze seismice şi neseismice;

- nivelul de vulnerabilitate seismică al structurii, identificat conform P100-3/vol. 1, anexa D;

- obiectivele de performanţă stabilite pentru clădire după reabilitare;

- severitatea acţiunii seismice de proiectare la amplasament;

(3) Nivelurile de performanţă seismică ale structurilor din zidărie care trebuie să fie realizate după executarea lucrărilor de intervenţie se stabilesc în corelare cu obiectivele de performanţă seismică pentru clădirea în ansamblu cerute de investitor / utilizator:

- obiective de performanţă de bază (OPB):

- limitarea degradărilor;

- siguranţa vieţii;

- obiective de performanţă superioare (OPS). Notă. Definirea/descrierea obiectivelor de performanţă seismică de bază/superioare sunt date detaliat în P100-3/2007.

(4) Lucrările de intervenţie prevăzute în acest capitol nu pot evita, în unele cazuri, producerea unor avarii majore sau ireparabile dar trebuie să elimine situaţiile de risc pentru siguranţa vieţii cum sunt cele generate de prăbuşirea pereţilor sau căderea de pe reazeme a planşeelor.

5.2.2.1. Scopul intervenţiilor de reparaţie

(1) Prin lucrările de reparaţii se urmăreşte ridicarea nivelului disponibil de siguranţă structurală la acţiunea seismică, în raport cu un obiectiv/nivel de performanţă cerut de investitor/utilizator, fără ca prin aceasta să poată fi depăşit nivelul de siguranţă iniţial.

(2) Pentru reducerea riscului seismic pot fi avute în vedere două niveluri de lucrări de reparaţie :

A. Pentru revenirea la nivelul de siguranţă disponibil în momentul producerii ultimului cutremur.

B. Pentru realizarea unui nivel de siguranţă apropiat sau egal cu cel iniţial. Notă. În cazul B se obţine si prelungirea duratei de exploatare a clădirii.

(3) Lucrările de intervenţie de reparaţie se recomandă, de regulă, pentru clădirile din zidărie puţin afectate, mai ales pentru afectări din cauze neseismice sau pentru structurile clădirilor situate în zone de seismicitate redusă - zonele cu ag≤ 0.12g;

5- 3

Notă Lucrările de reparaţii se recomandă şi în cazul monumentelor istorice, pentru situaţiile în care intervenţia de consolidare nu este posibilă fără alterarea/pierderea semnificativă a valorii culturale.

(4) Lucrări de intervenţie de reparaţie pot fi necesare şi când s-au produs degradări limitate (la un număr redus de elemente) ale proprietăţilor de rezistenţă şi deformabilitate ale materialelor de construcţie datorită numai acţiunilor fizice, chimice şi biologice.

5.2.2.2. Scopul intervenţiilor de consolidare

(1) Lucrările de intervenţie de consolidare urmăresc eliminarea totală sau, după caz, parţială, a deficienţelor care conduc la un nivel de siguranţă structurală insuficient în raport cu obiectivele de performanţă stabilite de investitor / utilizator.

Aceste deficienţe pot proveni din:

- defecte de alcătuire a ansamblului structurii;

- dimensionarea insuficientă şi/sau alcătuirea necorespunzătoare a subansamblurilor structurale/ elementelor de structură;

- degradarea proprietăţilor de rezistenţă şi deformabilitate ale materialelor de construcţie datorată acţiunilor fizice, chimice şi biologice;

- lipsa/insuficienţa lucrărilor de întreţinere, reparaţie şi/sau consolidare

(2) Intervenţiile de consolidare individuală au ca scop eliminarea uneia sau mai multor dintre deficienţele de dimensionare/alcătuire identificate la 5.3.1.2.3 pentru un număr redus de ansambluri/elemente structurale.Intervenţia de consolidare individuală a unui element structural este precedată, în toate cazurile, de o intervenţie de tip reparaţie pentru restabilirea continuităţii aparente a zidăriei.

(3) Intervenţiile de consolidare de ansamblu au ca scop eliminarea uneia sau mai multor dintre deficienţele de alcătuire de ansamblu identificate la 5.3.1.2.2. şi includ şi consolidarea individuală a unui număr important de elemente structurale.

5.3. Alegerea categoriei lucrărilor de intervenţie

5.3.1. Criterii pentru alegerea categoriei lucrărilor de intervenţie

5.3.1.1. Starea de avariere a structurii

(1) Starea de avariere a zidăriei din acţiunea seismică poate fi încadrată în următoarele clase:

I. Avariere nesemnificativă

II. Avariere moderată

III. Avariere gravă

IV. Avariere foarte gravă

Descrierea stărilor de avariere este dată în continuare.

(2) Starea de avariere nesemnificativă a zidăriei este descrisă, orientativ, după cum urmează:

5- 4

- pereţi structurali: - fisuri orizontale foarte subţiri în rosturile de la bază;

- posibile fisuri diagonale şi desprinderi minore la bază;

- spaleţi între goluri:

- fisuri foarte subţiri / mortar sfărâmat în rosturile orizontale de la extremităţi (pentru efect dominant: încovoiere cu fortă axială)

- fisuri cu traseu discontinuu, foarte subţiri /mortar sfărâmat în rosturile orizontale şi verticale (fără deplasări); nu sunt fisuri în cărămizi (pentru efect dominant: forţă tăietoare- lunecare în rosturi);

- fisuri diagonale subţiri în cărămizi în < 5% din asize (pentru efect dominant: forţă tăietoare-eforturi principale de întindere).

(4) Starea de avariere moderată a zidăriei este descrisă, orientativ, după cum urmează:

- pereţi structurali:

- fisuri orizontale/mortar desprins la bază şi în apropierea acesteia; deplasări < 5÷6 mm în planul de fisurare;

- posibile fisuri înclinate care pornesc de la bază şi se extind pe câteva rânduri de cărămidă;

- posibile fisuri înclinate în zonele superioare (inclusiv prin cărămizi)

- spaleţi între goluri

- fisuri foarte subţiri / mortar sfărâmat în rosturile orizontale de la extremităţi şi, uneori şi în alte rosturi apropiate de extremităţi (pentru efect dominant: încovoiere cu forţă axială)

- fisuri orizontale şi sfărâmarea mortarului cu deplasarea în plan în lungul

fisurii şi deschiderea rosturilor verticale (< 5÷6 mm); rupere în scară cu

<5% din asize cu crăpături în cărămizi (pentru efect dominant forţă

tăietoare- lunecare în rosturi);

- fisuri diagonale (<5÷6mm), cele mai multe prin cărămizi care ajung la colţuri sau în apropierea acestora, dar fără să se producă zdrobirea zidăriei (pentru efect dominant: forţă tăietoare-eforturi principale de întindere).

(5) Starea de avariere gravă a zidăriei este descrisă, orientativ, după cum urmează:

A. Capacitatea de rezistenţă însumată a pereţilor cu avarii grave reprezintă mai mult de 20÷25% din capacitatea de rezistenţă totală a structurii pe una dintre direcţiile principale de la un etaj

sau

B. Numărul spaleţilor cu avarii grave reprezintă mai mult de 20÷25% din numărul total al spaleţilor pe una dintre direcţiile principale de la un etaj.

C. Avariile caracteristice pentru această starea de avariere sunt următoarele:

- pereţi structurali:

- fisuri în rostul orizontal, la bază, < 10÷12 mm;

5- 5

- fisuri înclinate extinse pe mai multe asize;

- posibile fisuri înclinate cu deschideri < 10÷12 mm în partea superioară;

- spaleţi între goluri:

- fisuri foarte subţiri / mortar sfărâmat în rosturile orizontale de la extremităţi

plus una/mai multe dintre

- uneori fisuri foarte subţiri / mortar sfărâmat şi în alte rosturi orizontale apropiate de extremităţi;

- posibil, ieşirea din plan sau deplasări în plan (sus/jos)

- cărămizi zdrobite la colţuri (efect dominant: încovoiere cu forţă axială)

- fisuri orizontale şi sfărâmarea mortarului cu deplasarea în plan în lungul fisurii şi deschiderea rosturilor verticale (< 10÷12mm); rupere în scară cu >5% din asize cu crăpături în cărămizi (efect dominant forţă tăietoare - lunecare în rosturi);

- fisuri diagonale (>6mm), majoritatea prin cărămizi; câteva zone zdrobite la colţuri şi/sau deplasări mici în lungul sau perpendicular pe planul de fisurare (efect dominant: forţă tăietoare-eforturi principale de întindere).

(6) Starea de avariere foarte gravă a zidăriei este descrisă, orientativ, după cum urmează:

A. Capacitatea de rezistenţă însumată a pereţilor cu avarii foarte grave reprezintă mai mult de 10÷15% din capacitatea de rezistenţă totală a structurii pe una dintre direcţiile principale de la un etaj,

sau

B. Numărul spaleţilor cu avarii foarte grave reprezintă mai mult de 10÷15% din numărul total al spaleţilor pe una dintre direcţiile principale de la un etaj,

C. Avariile caracteristice pentru această stare de avariere sunt următoarele:

- pereţi structurali:

- risc de pierdere a capacităţii portante pentru încărcări verticale;

- deplasări în scară importante, unele cărămizi au lunecat de pe cele pe care erau zidite;

- secţiunea de la baza peretelui a început să se dezintegreze la extremităţi;

- deplasari laterale mari (în unele zone de margine zidăria a început să cadă).

- spaleţi între goluri:

- risc de pierdere a capacităţii portante pentru încărcări verticale

plus una sau mai multe dintre

- deplasări semnificative în plan şi/sau perpendicular pe plan;

- zdrobirea extinsă a cărămizilor la colţuri (efect dominant: încovoiere cu forţă axială)

- deplasări în scară mari (unele cărămizi au căzut de pe cele inferioare);

- ruperea verticală a cărămizilor în majoritatea asizelor;

5- 6

- deplasari laterale mari, în zonele de margine zidăria a început să cadă; (efect dominat forţa tăietoare-lunecare în rosturi)

- deplasări şi rotiri importante în lungul planului de fisurare.

- (efect dominat forţa tăietoare-eforturi principale de întindere).

(7) Avarierea zidăriei, cu forme de manifestare specifice şi cu niveluri de severitate asemănătoare celor de la (1), se poate produce din cauze neseismice prin:

- acţiuni mecanice (cedarea fundaţiilor/terenului de fundare);

- acţiuni fizice, chimice şi biologice asupra materialelor de construcţie .

(8) Avarierea clădirilor din zidărie datorată acţiunilor mecanice neseismice provine, în cele mai multe cazuri, din una sau din mai multe din următoarele cauze:

- cauze datorate naturii terenului de fundare:

- teren de fundare necorespunzător:

- teren în pantă supus alunecărilor active;

- teren compresibil sau sensibil la umezire;

- teren cu rezistenţă insuficientă;

- teren neuniform;

- variaţia nivelului apelor subterane (inclusiv efectul apelor de infiltraţie, sau al pierderilor din reţele):

- coborârea nivelului apelor;

- ridicarea nivelului apelor;

- modificări ale terenului în vecinătatea construcţiei:

- săpături sau demolarea construcţiilor alăturate;

- umpluturi sau executarea unor construcţii alăturate;

- cauze datorate interacţiunii sol-structură:

- alcătuirea necorespunzătoare a fundaţiilor:

- fundaţii cu dimensiuni insuficiente;

- fundaţii din materiale slabe, nearmate sau cu armături insuficiente;

- încărcări neuniforme pe fundaţii;

- adâncimi de fundare insuficiente faţă de limita de îngheţ;

- fundare pe terenuri cu caracteristici geotehnice diferite;

- lipsa legăturilor între fundaţii.

- amenajarea necorespunzătoare a spaţiului exterior care nu asigură îndepărtarea apelor din precipitaţii de construcţie;

- acţiuni dinamice asupra terenului de fundare:

- vibraţii din trafic;

- vibraţii/şocuri produse de lucrări de construcţii.

5- 7

Notă. Între cauzele neseismice de avariere a clădirilor din zidărie nu se includ cele provenite din exploatare necorespunzătoare (încărcări de exploatare peste valorile normale) sau din intervenţii necontrolate (suprimarea unor elemente de structură) şi nici cele cu caracter excepţional (explozii, impactul vehiculelor).

(9) Avarierea clădirilor din zidărie poate fi facilitată/datorată şi acţiunilor fizice, chimice şi biologice asupra materialelor care se manifestă prin:

- reducerea rezistenţei şi/sau proprietăţilor termotehnice ale zidărieiprin:

- ascensiunea capilară a apei (igrasie);

- cicluri repetate de îngheţ-dezgheţ;

- reducerea secţiunii elementelor metalice prin coroziune;

- reducerea rezistenţei/secţiunii elementelor din lemn prin degradare biologică (insecte, ciuperci,etc).

5.3.1.2. Vulnerabilitatea seismică

(1) Pentru stabilirea categoriei categoriei lucrărilor de intervenţie, vulnerabilitatea seismică a clădirii se determină ţinând seama de: - factorul de vulnerabilitate R3 sau Rconv determinat conform 5.3.1.2.1. - influenţele deficienţelor de alcătuire ale:

- ansamblului structurii; - elementelor structurale.

5.3.1.2.1. Stabilirea nivelului de vulnerabilitate prin coeficienţii R3 şi Rconv

(1) Dacă evaluarea cantitativă se face cu procedeul evaluare preliminară de ansamblu, conform P100-3/vol.1, D.3.4.1.2, pentru stabilirea nivelului de vulnerabilitate se foloseşte factorul R3 dat de relaţia (D.5).

(2) Dacă evaluarea cantitativă se face cu procedeele de calcul static liniar elastic (P100-3/vol.1, D.3.4.1.5) sau static neliniar elastic (P100-3/vol.1, D.3.4.1.6), pentru evaluarea nivelului de vulnerabilitate se utilizează factorul Rconv definit după cum urmează:

- în cazul structurilor în care domină pereţii cu comportare de tip ductil factorul Rconv se determină împărţind capacitatea de deformare limită la deplasarea calculată cu spectrul de proiectare;

- în cazul structurilor în care domină pereţii cu comportare de tip fragil, factorul Rconv se determină împărţind forţa tăietoare de bază la suma forţelor tăietoare capabile ale pereţilor structural.

(3) Pentru stabilirea categoriei lucrărilor de intervenţie nivelurile de vulnerabilitate se clasifică conform tabelului 5.1.

Tabelul5.1. Factorul R3 sau Rconv <0.4 0.4 ....0.6 0.6....0.8 >0.8 Vulnerabilitate foarte ridicată ridicată moderată redusă

5- 8

5.3.1.2.2. Influenţa deficienţelor de alcătuire de ansamblu asupra nivelului de vulnerabilitate determinat prin calcul conform 5.3.1.2.1 (1) Deficienţele de alcătuire de ansamblu ale structurilor cu pereţi din zidărie se referă, în principal, la lipsa de regularitate structurală în plan şi/sau în elevaţie şi, în special, la:

- lipsa continuităţii traseului forţelor verticale/seismice;

- lipsa de redundanţă; Notă. Lipsa continuităţii pe verticală a traseului forţelor verticale conduce implicit şi la formarea etajelor slabe.

(2) Deficienţele la (1) pot proveni din:

- proiectul iniţial al clădirii/structurii;

- intervenţii efectuate în timpul exploatării.

(3) Influenţa deficienţelor menţionate la (1) asupra nivelului de vulnerabilitate seismică determinat prin calcul poate fi apreciată după cum rezultă din tabelul 5.2:

Tabelul 5.2 Severitatea efectelor Discontinuitatea

traseului forţelorLipsă de

redundanţă Influenţă majoră Da Da Influenţă moderată Da Nu Influenţă redusă Nu Da

5.3.1.2.3. Influenţa deficienţelor de dimensionare/alcătuire ale subansamblurilor şi/sau elementelor structurale asupra nivelului de vulnerabilitate determinat prin calcul conform 5.3.1.2.1 (1) Principalele deficienţe de dimensionare/alcătuire constructivă ale elementelor structurale verticale (pereţi plini, pereţi cu goluri, stâlpi) sunt următoarele:

- rezistenţă insuficientă;

- ductilitate insuficientă. Notă. În cazul pereţilor cu secţiune compusă (T,L,I), lipsa conlucrării pereţilor structurali de pe cele două direcţii, contribuie la rezistenţă şi ductilitate insuficiente.

(2) Deficienţele la (1) pot proveni din:

- proiectul iniţial al clădirii/structurii;

- intervenţii efectuate în timpul exploatării.

(3) Influenţa deficienţelor menţionate la (1) asupra nivelului de vulnerabilitate seismică determinat prin calcul poate fi apreciată după cum rezultă din tabelul 5.3

Tabelul 5.3 Severitatea efectelor Rezistenţă Ductilitate Influenţă majoră insuficientă insuficientă Influenţă moderată suficientă insuficientă Influenţă redusă insuficientă suficientă

(4) Principalele deficienţe de alcătuire ale subansamblurilor/elementelor structurale orizontale din punct de vedere al comportării la cutremur sunt:

5- 9

- rigiditate şi/sau rezistenţă insuficiente în plan orizontal;

- lipsa legăturii cu pereţii structurali;

- existenţa elementelor care dau împingeri laterale. Notă. Lipsa legăturii subansamblurilor orizontale cu pereţii structurali este, de regulă, cauza lipsei de stabilitate a pereţilor sub efectul acţiunii seismice perpendiculară pe planul peretelui sau al împingerilor laterale.

(5) Deficienţele legate de rezistenţa şi/sau rigiditatea insuficiente în plan vertical (pentru efectul forţelor verticale) vor fi luate în considerare în cadrul proiectului lucrărilor de intervenţie în corelare cu lucrările pentru reducerea riscului seismic

5.3.2. Categorii de lucrări de intervenţie recomandate

(1) Prevederile din aliniatele următoare referitoare la alegerea categoriei de lucrări de intervenţie în funcţie de criteriile descrise la 5.3.1. au caracter de recomandare.

(2) Lucrările de intervenţie asupra structurii nu sunt, în general, necesare dacă sunt îndeplinite următoarele două condiţii:

- afectarea zidăriei este nesemnificativă sau vulnerabilitatea calculată este redusă;

- deficienţele de alcătuire de ansamblu şi ale subansamblurilor / elementelor structurale au efecte reduse.

De regulă, în aceste cazuri este necesară numai refacerea finisajelor.

(3) Pentru cazurile în care:

- avarierea pereţilor structurali este moderată sau vulnerabilitatea calculată este moderată

şi

- deficienţele de alcătuire de ansamblu şi ale subansamblurilor / elementelor structurale au efecte reduse.

pentru satisfacerea obiectivelor de performanţă de bază (OPB) sunt necesare, de regulă, numai lucrări de intervenţie de reparaţie.

(4) În condiţiile de la (3) dacă efectele deficienţelor de alcătuire au efecte moderate sau dacă investitorul / utilizatorul solicită ca prin efectuarea lucrărilor de intervenţie structura să satisfacă obiective de performanţă superioare (OPS), expertul va analiza şi oportunitatea unor lucrări de intervenţie de consolidare individuală a unor elemente structurale

(5) În cazurile în care zidăria este avariată grav, în condiţiile descrise la 5.3.1.1.(5) sau dacă vulnerabilitatea este scăzută pentru satisfacerea obiectivelor de performanţă de bază (OPB) pot fi necesare:

- lucrări de intervenţie de consolidare de ansamblu a structurii dacă deficienţele de alcătuire de ansamblu sunt moderate sau majore;

- numai lucrări de consolidare individuală a unor elemente, dacă deficienţele de alcătuire de ansamblu sunt reduse

(6) Pentru clădirile la care numărul elementelor cu avarii grave este mai mic, aproximativ ⅓÷½ din cel menţionat la punctele A şi B de la 5.3.1.1.(5), expertul poate examina şi adoptarea unor lucrări de intervenţie de consolidare/reparare numai pentru

5- 10

elementele avariate cu obligaţia verificării prin calcul a eficienţei acestora pentru siguranţa ansamblului structurii.

(7) În condiţiile de la (5) dacă investitorul / utilizatorul solicită ca, prin efectuarea lucrărilor de intervenţie, structura să satisfacă obiective de performanţă superioare (OPS), expertul va analiza şi eficienţa economică a lucrărilor prin care se asigură această cerinţă, în raport cu costurile înlocuirii clădirii.

(8) În cazurile în care zidăria este avariată foarte grav, în condiţiile descrise la 5.3.1.1.(6) sau dacă vulnerabilitatea calculată este foarte scăzută, indiferent de severitatea deficienţelor de alcătuire, sunt necesare lucrări de consolidare de ansamblu.

5.4. Calculul şi verificarea lucrărilor pentru reducerea riscului seismic

5.4.1. Bazele calculului lucrărilor de intervenţie

(1) Elementele structurale noi, introduse pentru corectarea deficienţelor de alcătuire de ansamblu (vezi 5.6.2.2.) se calculează conform prevederilor din CR6-2006 pentru solicitările respective.

(2) Legăturile dintre pereţii existenţi şi cei noi se dimensionează pentru preluarea eforturilor de lunecare verticale astfel încât să fie asigurată conlucrarea lor.

(3) În cazul zidăriilor placate cu tencuială armată sau cu beton armat (turnat sau torcretat) determinarea eforturilor unitare în cele două materiale se face în ipoteza conlucrării celor două materiale până în stadiul ultim de solicitare al celui mai slab dintre ele (dincolo de această limită aportul acestuia se neglijează).

(4) În cazul menţionat la (3) eforturile în zidărie şi în materialul de placare pot fi determinate:

- considerând separat modulii de elasticitate ai zidăriei şi betonului/mortarului de placare;

- neglijând aportul zidăriei şi dimensionând straturile de placare pentru a prelua în totalitate eforturi secţionale (soluţia este recomandată în cazul zidăriilor din materiale slabe).

(5) În cazul în care se ia în considerare aportul zidăriei existente, caracteristicile mecanice de rezistenţă şi de rigiditate ale acesteia se introduc în calcul cu valorile determinate conform P100-3/Vol.1, Anexa D, D.3.4.1.7

(6) În ambele cazuri caracteristicile mecanice ale mortarului/betonului de placare şi ale armăturilor se introduc cu valorile corespunzătoare construcţiilor noi

(7) În cazul în care legătura/conlucrarea între zidăria existentă şi elementele noi se realizează prin ancore pentru zidărie acestea se verifică pentru rezistenţa la smulgere, la forfecare şi pentru efectul combinat al acestor solicitări

5.4.2. Modele şi metode de calcul

(1) Modelele şi metodele de calcul pentru structurile din zidărie consolidate sunt cele date în P100-3/Vol.1 Anexa D, D.3.4.1.3.÷ D.3.4.1.6.

5- 11

(2) Factorii de comportare se iau în considerare în funcţie de neregularităţile în plan şi în elevaţie, după efectuarea lucrărilor de consolidare, conform prevederilor din P100-1/2006, cap.8, 8.3.4. în care se iau valorile:

- αu/α1 = 1.0 dacă forţele seismice sunt preluate prin conlucrarea elementelor de consolidare cu zidăria existentă;

- αu/α1 = 1.25 dacă forţele seismice sunt preluate numai prin elementele de consolidare.

(3) În cazul utilizării calcului liniar elastic modelul şi metoda de calcul se iau conform P100-1/2006, tab.4.1 în funcţie de neregularităţile în plan şi în elevaţie, după efectuarea lucrărilor de consolidare

5.4.3. Criterii de verificare

(1) Criteriile de verificare a siguranţei seismice a elementelor din zidărie după consolidare sunt cele date în P100-3/Vol.1, Anexa D, D.3.4.1.10.

5.5. Lucrări de reparaţie

(1) Principalele lucrări de reparaţie aplicabile în cazul clădirilor cu pereţi structurali din zidărie sunt:

- reţesere/rezidirea zonelor cu fisuri/crăpături înlocuind elementele rupte cu cărămizi sau blocuri de piatră asemănătoare celor originare (reţeserea se va face folosind mortar cu proprietăţi cât mai apropiate de mortarul originar);

- refacerea mortarului din rosturi;

- injecţii cu lapte de var (pentru completarea golurilor);

- injecţii cu lapte de ciment;

- injecţii cu răşini epoxidice (se vor folosi numai răşini pentru care există confirmarea durabilităţii în timp);

- injecţii însoţite de introducerea unor elemente metalice (platbande, bare rotunde);

- matarea crăpăturilor cu mortar de var sau de ciment;

- umplerea crăpăturilor mari (dislocări) cu beton simplu sau mortar-beton armat cu bare din oţel rotund;

- montarea unor câmpuri de scoabe în "X" în zonele cu dislocări extinse;

- placarea locală, pe traseul fisurii/crăpăturii cu tencuială armată (armătură din oţel, grile polimerice, ţesături din polimeri armate cu fibre)

(2) Repararea zidăriilor prin injectarea fisurilor se face ţinând seama de următoarele condiţii:

- fisurile mici (cu deschideri < 2mm) nu se pot injecta sau injectarea lor implică, în general, materiale, dispozitive şi utilaje care nu se găsesc în dotarea curentă a întreprinderilor din România;

- fisurile mari (cu deschideri între 2 ÷10 mm) pot fi injectate cu procedee manuale sau mecanice;

5- 12

- pentru fisurile foarte mari (cu deschideri > 10 mm) injectarea nu este eficientă.

(3) Repararea panourilor de zidărie de umplutură se referă la:

- refacerea contactului între cadru şi panou prin umplerea rosturilor cu mortar, pentru asigurarea conlucrării;

- asigurarea panourilor care nu sunt în contact nemijlocit cu cadrul împotriva răsturnării prin profile metalice dispuse de fiecare parte a peretelui şi fixate de cadru (de exemplu, prin ancore chimice/mecanice - în cazul cadrelor din beton armat sau prin sudură- în cazul cadrelor din oţel).

5.6. Lucrări de consolidare

5.6.1. Intervenţii de consolidare individuală a elementelor structurale

(1) Consolidarea pereţilor structurali din zidărie pentru sporirea rezistenţei se face, de regulă, prin:

- injectarea de mortar / răşină epoxidică care permite sporirea rezistenţei peretelui la forţă tăietoare;

- placarea peretelui pe una sau pe ambele feţe cu tencuiala armată cu plasă din oţel, grile polimerice de înaltă rezistenţă şi rigiditate,

Notă. Pentru placare nu se vor folosi plasele sudate din sârmă trasă deoarece au deformaţie specifică de rupere mică

(2) Consolidarea zidăriei prin confinare cu centuri si stâlpişori din beton armat aduce următoarele avantaje

- crearea unei stări de eforturi multiaxiale prin introducerea unei forţe de compresiune în direcţie perpendiculară pe sarcina aplicată

- sporeşte rezistenţa în faza elastică

- sporeşte capacitatea portantă

- sporeşte ductilitatea la rupere

(3) Întroducerea stâlpişorilor din beton armat împlică spargeri importante în zidăria existentă şi ancorarea armăturilor în fundaţii; din acest motiv soluţie trebuie adoptată numai dacă placarea zidurilor nu este posibilă din diferite motive.

(4) Consolidarea plinurilor orizontale de zidărie de peste goluri (uşi/ferestre) se realizează prin:

- sporirea rezistenţei la încovoiere prin introducerea imediat deasupra golului a unor profile laminate asociate cu zidăria şi ancorate în pereţii alăturaţi.

- sporirea rezistenţei la forţă tăietoare prin placare cu tencuială armată cu plase de oţel sau cu alte materiale cu rezistenţă ridicată la întindere

- sporirea simultană a rezistenţei la încovoiere şi la forţă tăietoare prin următoarele elemente:

- buiandrug metalic peste gol, prins în zidărie cu şuruburi/ancore;

- centură tirant la planşeu din oţel rotund/ profile sau beton armat

- injecţii armate în zidărie şi placare cu tencuială armată

5- 13

5.6.2. Intervenţii de consolidare de ansamblu

5.6.2.1. Intervenţii fără modificarea alcătuirii structurale existente

5.6.2.1.1 Lucrări pentru realizarea conlucrării între pereţii de pe direcţiile principale ale structurii

(1) Această categorie de lucrări este necesară în cazurile în care legăturile între pereţi, la colţuri, ramificaţii şi intersecţii lipsesc sau sunt insuficiente pentru a asigura transmiterea forţei de lunecare verticală corespunzătoare comportării ca secţiune compusă (cu forma în plan I,L,T). Realizarea/refacerea acestor legături este una dintre conditiile necesare pentru realizarea "cutiei" spaţiale (box system).

(2) Situaţia de la (1) poate proveni din:

- deficienţe de execuţie: de exemplu, ziduri neţesute ca urmare a folosirii elementelor pentru zidărie cu înălţimi diferite în pereţii respectivi;

- intervenţii ulterioare: de exexmplu, pereţi structurali adăugaţi fără ţesere cu cei existenţi.

(3) Pentru realizarea/refacerea/consolidarea legăturilor se utilizează de regulă următoarele procedee:

- inserţia de bare de oţel rotund în găuri forate înclinat în zidărie şi umplute ulterior cu mortar;

- inserţia de bare de oţel rotund/platbande în rosturile de aşezare ale elementelor

- inserţia de stâlpişori din beton armat la intersecţia pereţilor;

- introducerea de centuri / tiranţi la nivelul planşeelor;

- post-tensionare.

(4) Centurile vor forma conturi închise, se vor executa de preferinţă, pe ambele feţe ale peretelui, sub sau peste planşeu, şi vor fi ancorate în zidăria adiacentă (centuri aderente). Armarea centurilor se face conformprevederilor din P100-1/2006, 8.5.4.2.2.

(5) Prin utilizarea tiranţilor se obţine şi:

- îmbunătăţirea legăturii între structura orizontală (planşee sau bolţi) şi structura verticală (5.6.2.1.2);

- reducerea sau eliminarea împingerilor arcelor şi bolţilor (5.6.2.1.3);

- sporirea forţelor de compresiune în zidărie pentru creşterea rezistenţei la forţă tăietoare.

Note: 1o.Folosirea tiranţilor este recomandată cu zidăriile care au o rezistenţă suficient de mare. 2o. Se recomanda o uşoară pretensionare a titanţilor în scopul obţinerii unei conlucrări structurale satisfăcătoare chiar pentru valori mici ale încărcării.

5.6.2.1.2. Lucrări pentru realizarea legăturilor între pereţi şi planşee/şarpantă

(1) Executarea lucrărilor pentru legarea pereţilor de planşee este necesară în cazul clădirilor cu planşee alcătuite din elemente care descarcă pe o singură direcţie (cu grinzi din lemn sau metalice) astfel încât pereţii paraleli cu grinzile rămân, de regulă, fără legături laterale pe mai multe niveluri.

5- 14

(2) Legarea pereţilor de planşeele cu grinzi din lemn sau profile din oţel se face, de regulă, prin ancore metalice fixate la exteriorul peretelui şi de mai multe grinzi ale planşeului.

(3) Dacă planşeul se consolidează prin suprabetonare armată armăturile se ancorează în zidăria adiacentă pe toată lungimea peretelui

(4) Elementele majore din zidărie care se dezvoltă peste ultimul planşeu (calcane, timpane, frontoane) se vor ancora de şarpana clădirii care va fi consolidată în mod corespunzător pentru a prelua forţele datorate acţiunii seismice perpendiculară pe planul peretelui.

5.6.2.1.3. Lucrări pentru sporirea rigidităţii în plan orizontal a planşeelor.

(1) Lucrările din această categorie se aplică, după caz, clădirilor ale căror planşee au rigiditate nesemnificativă în plan orizontal:

- planşee din elemente prefabricate de tip "fâşie" cu bucle sau cu bare de legătură la extremităţi, fără suprabetonare armată sau cu şapă nearmată cu grosimea ≤ 30 mm;

- planşee din lemn;

- planşee din grinzi metalice (profile laminate) şi bolţişoare de cărămidă

(2) Pentru planşeele din elemente prefabricate de tip "fâşie" cu bucle sau cu bare de

legătură la extremităţi, fără suprabetonare armată se adaugă o suprabetonare cu

grosime ≥ 60 mm armată cu plasă de oţel beton cu aria ≥ 250 mm2/ m; dacă planşeul

are numai şapă nearmată aceasta se îndepărtează (pentru a evita supra încărcarea) şi se

adaugă şapa armată menţionată.

(3) Pentru planşeele din lemn procedeele pentru sporirea rigidităţii în plan orizontal sunt, în principal, următoarele:

- adăugarea, pe grinzile existente, sus şi jos sau numai pe o singură parte, a unui strat de scânduri/dulapi (perpendicular sau înclinat la 45o faţă de direcţia grinzilor); scândurile se prind de grinzi cu un număr suficient de cuie pentru preluarea lunecărilor;

- prinderea de grinzile de lemn, sus şi jos sau numai pe o singură parte, a unui sistem de zăbrele din platbande din oţel care se ancorează în pereţii de contur;

- realizarea unei suprabetonări armate legată corespunzător cu grinzile din lemn şi cu pereţii de contur.

(4) În cazul planşeelor cu grinzi metalice şi bolţişoare de cărămidă sporirea rigidităţii se realizează prin sudarea la partea inferioară a profilelor a unui sistem de zăbrele din platbande din oţel care se ancorează în pereţii de contur; în cazul clădirilor vechi, orientativ sfârşitul secolului XIX, se va verifica dacă oţelul profilelor este sudabil.

5.6.2.1.4. Lucrări pentru eliminarea efectelor împingerilor

(1) Eliminarea împingerilor laterale date de arcele sau bolţie de zidărie se realizează, de regulă prin introducerea:

5- 15

- tiranţilor din oţel, ancoraţi corespunzător în masivul de zidărie; se recomandă ca acesţi tiranţi să aibă o pretensionare uşoară;

- centurilor din beton armat.

(2) Împingerile laterale date de şarpante se pot elimina prin:

- adăugarea unor elemente suplimentare, recomandabil la nivelul tălpilor inferioare, destinate să preia împingerile;

- refacerea şarpantei după o schemă statică fără împingeri.

(3) Efectele împingerilor pot fi preluate şi prin adăugarea unor elemente structrale cu rezistenţă şi rigiditate adecvate (contraforţi, pereţi interiori suplimentari,etc)

5.6.2.1.5. Lucrări pentru consolidarea fundaţiilor

(1) Lucrările pentru consolidarea fundaţiilor pot fi necesare în următoarele situaţii:

- pentru fundaţiile din materiale slabe : piatră, cărămidă sau beton simplu;

- pentru fundaţiile care nu pot prelua solicitările capabile (N,M,V) ale pereţilor structurali din secţiunea de la bază;

- pentru clădirile la care soluţia de intervenţie implică adăugarea unor încărcări permanente importante prin: placarea cu beton armat a pereţilor, înlocuirea planşeelor din lemn cu planşee din beton armat, supraetajarea clădirii;

- clădirea a suferit avarii din cauze neseismice legate de natura terenului şi/sau interacţiunea sol/structură (vezi 5.3.1.1.(8)).

(2) Procedeele de consolidare a fundaţiilor sunt:

- injectarea mortarului în fundaţiile de zidărie din piatră fără mortar;

- armarea în rosturi a fundaţiilor din zidărie nearmată;

- subzidirea fundaţiilor existente pentru atingerea adâncimii de îngheţ sau a stratelor cu rezistenţă suficientă;

- lărgirea fundaţiilor prin placare cu beton armat turnat sau torcretat.

5.6.2.2. Intervenţii cu modificarea/completarea structurii existente

(1) Aceste lucrări se realizează, de regulă, prin adăugarea unor elemente structurale noi (pereţi, stâlpi din zidărie) cu caracteristicile geometrice şi poziţiile stabilite în funcţie de categoria deficienţelor care trebuie să fie corectate.

(2) Eficienţa acestui tip de intervenţie este condiţionată de :

- asigurarea conlucrării cu structura existentă pentru toate tipurile de încărcări;

- integrarea fundaţiilor elementelor noi în ansamblul fundaţiilor clădirii, luând măsuri pentru evitarea tasărilor diferenţiate

5.6.2.2.1. Lucrări pentru asigurarea continuităţii traseului forţelor gravitaţionale / seismice.

(1) Această categorie de lucrări este necesară în cazurile în care:

5- 16

- unii pereţi structurali nu continuă până la fundaţii;

- legătura între planşeu şi unii pereţi este întreruptă pe lungimi mari (de exemplu, golul scării lângă perete);

- centurile perimetrale nu sunt continue (de exemplu, lipseşte centura de la nivelul planşeului la casa scării).

(2) Pentru corectarea acestei deficienţe se poate proceda după cum urmează:

a. Se adaugă pereţi structurali, pentru completarea discontinuităţilor din sistemul iniţial de scurgere a eforturilor sau pentru refacerea sistemului structural iniţial dacă discontinuitatea se datorează unei intervenţii ulterioare.

b. Se adăugă elemente verticale noi, eventual numai stâlpi, pentru preluarea directă a forţelor verticale în cazul planşeelor cu rezemări de ordin superior.

c. Se completează sistemul de centuri.

(3) În cazurile în care măsurile preconizate la (2) nu pot fi realizate din diferite considerente, expertul va examina traseele "deviate" pe care se scurg forţele, va identifica punctele slabe susceptibile de avariere prematură şi va stabili soluţiile necesare de consolidare locală.

5.6.2.2.2. Lucrări pentru sporirea redundanţei

(1) Aceste lucrări sunt necesare când structura existentă nu îndeplineşte cerinţele de redundanţă structurală precizate în P100-1/2006, 4.4.1.2.

(2) Sporirea redundanţei se realizează prin:

- adăugarea unor elemente structurale noi (pereţi sau stâlpi din zidărie) în zonele în care ruperea unui singur element poate provoca pierderea stabilităţii întregii clădiri (de exemplu, în cazul spaleţilor/stâlpilor cu dimensiuni mici de la colţurile clădirilor);

- înzestrarea altor elemente structurale cu ductilitatea sporită prin lucrări adecvate de consolidare

(3) Elementele adăugate trebuie să aibă rezistenţa şi rigiditatea de acelaşi ordin de mărime cu cea a elementelor cu care vor conlucra la preluarea forţelor orizontale

(4) Soluţia de consolidare a elementelor a căror rupere pune în pericol stabilitatea clădirii poate fi acceptată numai dacă prin procedeul folosit se asigură şi o ductilitate suficientă.

5.6.2.2.3. Lucrări pentru eliminarea /limitare efectelor de răsucire de ansamblu

(1) Această categorie de lucrări este necesară în cazul structurilor cu planşee rigide în plan orizontal dacă dispunerea pereţilor cu rigiditate mare este nesimetrică, sau a devenit nesimetrică prin intervenţii în timpul exploatării (prin suprimarea totală/parţială a unor pereţi), astfel încât rezultă efecte de răsucire de ansamblu importante.

(2) Pentru remedierea acestei deficienţe se adaugă pereţi structurali cu rigiditate suficientă pentru a se reduce torsiunea de ansamblu. Pentru sporirea eficienţei acestei intervenţii se recomandă:

5- 17

- introducerea pereţilor noi în poziţii cât mai depărtate de centrul de rigiditate al planşeului;

- examinarea posibilităţilor de creştere a rigidităţii pereţilor de contur prin închiderea unor goluri; soluţia este recomandată în special în cazul în care golurile au fost create prin intervenţii ulterioare

(3) În cazurile în care măsurile preconizate la (2) nu pot fi realizate din diferite considerente, expertul va examina, printr-o metodă de calcul spaţial, care ia în considerare toate neregularităţilor structurale, starea de eforturi din structură şi va stabili soluţiile necesare de consolidare locală a elementelor ale căror solicitări totale depăşesc capacităţile de rezistenţă respective cu mai mult de 10÷15%. Consolidarea locală are în vedere sporirea rezistenţei şi a ductilităţii elementelor respective.

6-1

6. INTERVENŢII ASUPRA STRUCTURILOR DIN LEMN 6.1. Criterii pentru alegerea sistemului de intervenţie 6.1.1. Datele obţinute din evaluarea construcţiei a. Datele obţinute din evaluarea cantitativă b. Datele obţinute din evaluarea prin calcul 6.1.2. Nivelul de asigurare a construcţiei (îndeplinirea condiţiilor de alcătuire seismică, gradul de afectare a structurii, gradul de asigurare seismică conform prevederilor normelor actuale). 6.2. Principii de bază privind stabilirea soluţiilor de intervenţie 6.2.1. Zonele de disipare ale energiei seismice specifice construcţiilor din lemn a. Lemnul nu are o comportare plastică, astfel încât chiar sub acţiuni seismice trebuie menţinut în domeniul elastic b. Consumuri energetice importante sub acţiuni seismice sunt asigurate numai de acele îmbinări lemn–metal care permit plasticizarea oţelului şi strivirea lemnului. 6.2.2. Tipurile de structuri (disipative sau puţin disipative) cu factorii de comportare q se vor considera conform prevederilor codului de proiectare seismică P100-1/2004. 6.3. Modalităţi de intervenţie 6.3.1. Nivelul de asigurare pe ansamblu este conform normelor, dar sunt necesare intervenţii locale – se va acţiona în funcţie de decizia expertului 6.3.2. Nivelul de asigurare este sub norme, dar degradările sunt minore – se va acţiona conform deciziei expertului 6.3.3. Nivelul de asigurare este redus, degradările sunt majore – se impun intervenţii importante, consolidări, sau demolarea construcţiei. 6.4. Analiza degradărilor datorate condiţiilor de exploatare 6.4.1. După o perioadă îndelungată de exploatare elementele din lemn sunt slăbite chiar dacă nu au avut contact direct cu umezeala sau insectele xilofage. O atenţie deosebită trebuie acordată modului în care s-au asigurat şi se respectă condiţiile normale de exploatare (prevăzute în proiect), atât în ceea ce priveşte încărcările cât şi în ceea ce priveşte umiditatea şi temperatura mediului ambiant, cu menţiunea că respectarea acestor condiţii nu exclude apariţia unor defecte ale structurii în exploatare. 6.4.2. Principalele probleme care apar pe parcursul exploatării: - apariţia crăpăturilor datorită fenomenului de contragere şi umflare; - atacul ciupercilor lignivore - fenomenele de putrezire; - atacul insectelor xilofage; - fenomene de îmbătrânire a materialului lemnos - deformaţii excesive din supraîncărcări şi din subdimensionări - slăbirea elementelor de îmbinare; - degradări datorate temperaturilor ridicate; - degradări datorate acţiunii agenţilor chimici. 6.4.3. Analiza comportării structurii se poate şi face prin măsurarea deformaţiilor elastice şi remanente. Comparând deformaţiile înregistrate cu cele admisibile se pot formula concluzii cu privire la condiţiile de exploatare ale elementelor de rezistenţă ale construcţiei şi a structurii în ansamblu. Dacă valorile măsurate ale săgeţilor depăşesc valorile normate medii (raportul f/Lef > f/Lmed), se trece la determinarea solicitărilor conform încărcărilor

6-2

efective şi secţiunilor nete efective, în grupările de încărcări cele mai defavorabile. Se va verifica respectarea condiţiilor de calitate a materialelor utilizate la îmbinări. 6.5. Intervenţii asupra elementelor structurale 6.5.1. Intervenţii asupra elementelor degradate ale planşeelor din lemn

Lucrările de reparaţii a planşeelor presupun fie înlocuirea elementelor degradate, fie înlăturarea părţilor degradate ale acestora şi înlocuirea cu elemente sănătoase, concomitent cu consolidarea elementului structural reabilitat, sau după caz, a planşeului în ansamblu. În ambele situaţii, înainte de începerea lucrărilor, planşeul care urmează a fi reabilitat se descarcă provizoriu pe stâlpi, eşafodaje, etc.

În cazul unor deteriorări importante ale planşeelor se impune înlocuirea lor în întregime, cu excepţia cazurilor în care din motive arhitectural-patrimoniale acest lucru nu se admite.

Grinzile care lucrează la încovoiere cu compresiune şi prezintă defecte în zona cu moment maxim pot fi eclisate cu eclise metalice sau de lemn dacă acest lucru nu creează disconfort estetic sau functional. Deşi, de regulă, eclisarea în câmp obişnuită nu este oportună deoarece slăbirile datorate găurilor pentru buloanele de prindere a ecliselor se admite folosirea unor eclise foarte lungi, prinderile urmând a se face în zonele cu moment mai redus. O altă posibilitate de remediere a unor astfel de grinzi este dublarea cu profile metalice capabile să preia parţial sau integral solicitările la care sunt supuse acestea. In fine, se pot adopta solutii de consolidare a grinzii pe toata lungimea ei prin structuri din otel special concepute. (fig.6.1).

6-3

Fig. 6.1 Consolidarea grinzilor planşeelor din lemn

6.5.2. Intervenţii asupra legăturilor dintre planşeele din lemn şi pereţii din zidărie Soluţia minimală de transfer al forţei orizontale de la diafragma de zidărie la planşeul din lemn este prin frecare şi eficienţa ei depinde de rezistenţa la forfecare a zidăriei, grosimea peretelui şi mărimea suprafaţei de contact între elementele de planşeu (grinzi) şi acesta precum şi greutatea transmisă de perete asupra grinzilor din lemn fiind hotărâtoare în ceea ce priveşte capacitatea de transfer (fig. 6.2.a). Pentru asigurarea unei forţe de transfer corespunzătoare, se pot introduce legături suplimentare între grinzi şi perete de tipul conectorilor verticali (fig. 6.2.b) sau tiranţi prevăzuţi cu elemente de ancoraj (fig. 6.2.c).

6-4

6.5.3 Intervenţii asupra planşeelor din lemn pentru sporirea rigidităţii acestora 6.5.3.1 În scopul sporirii rigidităţii planşeului în planul lui, grinzile principale pot fi rigidizate cu tiranţi din oţel de o parte şi de alta a antretoazelor, asigurând astfel transmiterea forţelor orizontale între grinzi perpendicular pe acestea, precum şi prin realizarea la partea superioară sau la partea inferioară a planşeului a unei podini rigide din plăci de placaj de construcţii fixată cu cuie de grinzi (fig. 6.3). 3 6.5.3.2 În cazul în care din motive tehnologice sau arhitecturale nu se poate realiza podina rigidă menţionată la pct. 6.2.2.1 de mai sus, se acceptă, pe bază de calcule, realizarea între grinzi, pe ambele direcţii, a unor elemente cu zăbrele menite să asigure rigiditatea acestuia la foţele seismice orizontale (fig. 6.4). 6.5.3.3 O soluţie modernă şi deosebit de eficientă este realizarea planşeelor mixte lemn-beton armat. Soluţia presupune realizarea unei plăci din beton armat peste planşeul existent din lemn asigurându-se legături între elementele structurale din lemn ale

6-5

planşeului existent şi placa de beton prin conectori metalici judicios plasaţi, pe bază de calcule. Soluţia poate fi utilizată numai în cazul în care pardoseala existentă a planşeului din lemn poate fi înlocuită, se poate asigura rezemarea parţială a plăcii din beton pe diafragmele de zidărie şi dacă greutatea suplimentară a plăcii din beton poate fi preluată de elementele structurale verticale ale clădirii, de către fundaţii şi terenul de fundare. 6.5.3.4 Situaţiile particulare, în care rezemarea grinzilor planşeelor din lemn pe diafragmele din zidărie se realizează pe direcţii diferite în cadrul aceluiaşi nivel, necesită intervenţii specifice de asigurare a rigidităţii orizontale a acestora. In fig.6.5. se prezintă o soluţie de rezolvare a unei astfel de intervenţii.

Fig. 6.5. Rigidizarea planşelor din lemn cu grinzi rezemate pe direcţii diferite în cadrul aceluiaşi nivel

6.5.4. Intervenţii asupra şarpantelor din lemn la clădiri cu pereţi din zidărie

6.5.4.1. Unele din aceste intervenţii constau în legături mai bune între diafragmele verticale (pereţii din zidărie) şi fermele şarpantei, astfel încât o parte a forţei seismice să poată fi transmisă tuturor diafragmelor de zidărie prin intermediul şarpantei. Intervenţiile privind aceste legături nu trebuie să prejudicieze deformaţiile libere ale şarpantei sub efectul acţiunilor climatice, termice sau contragerii şi umflării lemnului, cu urmări dintre cele mai periculoase dacă sunt împiedecate. În fig.6.6 de mai jos se prezintă câteva soluţii de legături suplimentare dintre elementele şarpantei şi pereţii de zidărie

6-6

6.5.4.2. Intervenţii cu efect însemnat asupra rigidizării ansamblului acoperişului, capabil astfel să transmită o parte mai mare din forţa seismică diafragmelor verticale, se pot face prin rigidizarea suplimentară a căpriorilor în planul lor şi prin rigidizarea coardelor fermelor cu o grinda suplimentară perpendiculară pe acestea şi suspendată de căpriori în zona coamei (fig.6.7), prin introducerea unui sistem macaz, etc.

6-7

Fig. 6.7 Rigidizarea ansamblului acoperişului şarpantelor cu ferme 6.5.4.3. Creşterea rigidităţii structurilor acoperişurilor din arce sau ferme cu deschideri mari se poate realiza deosebit de eficient prin modificarea schemei statice (arcele pot fi transformate în ferme, la ferme se poate modifica dispunerea zăbrelelor, etc) - fig. 6.8. a,b,

Fig. 6.8 Rigidizarea acoperişurilor din arce sau ferme cu deschideri mari

6.5.4.4. Intervenţii asupra îmbinărilor pentru a le transforma în îmbinări disipative. 6.5.4.4. Intervenţii asupra unor elemente componente subdimensionate sau degradate ale şarpantei prin consolidarea sau înlocuirea acestora.

6-8

6.5.5. Intervenţii asupra elementelor verticale (stâlpi, diafragme) 6.5.5.1. În general, la sistemele structurale din lemn având o anumită vechime se constată că nu se îndeplinesc cerinţele de deplasări laterale la starea limită de serviciu (SLS) şi uneori chiar la starea limită ultimă (SLU) – codul P100-1/2004. Pentru limitarea deplasărilor laterale, se poate înlocui elementul degradat, repara sau consolida.

6.5.5.2. În cazul stâlpilor, pentru realizarea operaţiei de înlocuire sau reparare se impune descărcarea provizorie a construcţiei pe porţiunea aferentă stâlpului care urmeaza a se consolida (se folosesc în acest scop sprijiniri provizorii, de regulă din popi metalici reglabili). La stâlpii puternic solicitaţi la compresiune pot interveni situaţii de pierdere a stabilităţii (apariţia şi creşterea deformaţiilor transversale) ca urmare a supraîncărcărilor sau a reducerii rigidităţii. Dacă sageata se înscrie în limitele admisibile (f < L / 200), consolidarea se poate face fără îndreptarea lor, prin dispunerea pe ambele feţe a unor eclise fixate prin cuie sau buloane. Numărul legăturilor de îmbinare (cuie, buloane) în cazul solicitării la compresiune cu flambaj sau la compresiune cu încovoiere se stabileşte prin calcul tinând seama de eforturile de lunecare. În cazul degradării parţiale (capătul superior, inferior sau o portiune mediană) se poate înlocui partea degradata cu segmente de lemn sănătos. Extremităţile degradate ale lemnului afectat se înlătură prin tăieturi transversale executate la 90o, astfel încât să se asigure un contact perfect, pe toată suprafaţa între piesele înnădite. În unele situaţii se impune în prealabil reaxarea (îndreptarea, aducerea la verticală) a stâlpului cu ajutorul unor juguri metalice sau prese mecanice sau hidraulice, pentru prevenirea eforturilor suplimentare care crescând în timp pot duce la situaţii periculoase pentru elementul de construcţie afectat şi pentru construcţie în ansamblu. 6.5.5.3. La clădirile cu structura verticală cu schelet (stâlpi şi rigle) a. Îmbinările se vor reface utlizînd piese metalice b. Se pot utiliza montanti amplasati la distante reduse, diagonale de contravântuire, in forma de K, continue pe un nivel sau pe mai multe niveluri, etc – fig. 6.9. c. Se pot utiliza plăci din placaj, PAL, etc. care se fixează cu cuie sau buloane de structura verticală (stâlpi şi rigle) pe toată înălţimea nivelului. d. Se pot utiliza contravântuiri din profile metalice

6-9

6.5.6. Intervenţii la clădiri vechi cu structura din lemn 6.5.6.1. Alegerea măsurilor adecvate de intervenţie pentru reabilitarea comportării la acţiunea seismică a clădirilor vechi având suprastructura realizată integral din lemn presupune o expertizare detaliată a fiecărei astfel de clădiri datorită influenţei importante a condiţiilor specifice de fundare (teren de fundare, tipul fundaţiei) a numărului de niveluri, a soluţiilor constructive adoptate (clădiri cu diafragme din lemn rotund sau ecarisat, clădiri cu schelet, clădiri cu structura mixtă), a dimensiunilor încăperilor, a tipului de îmbinări, a soluţiei adoptate pentru învelitoare (uşoară - din şiţă sau şindrilă, sau grea - din olane, ţiglă solzi, etc). 6.5.6.2. Intervenţiile asupra acestor clădiri constau în primul rând în înlocuirea tuturor pieselor deteriorate ale structurii şi reabilitarea îmbinărilor pieselor structurale din lemn. Operaţiile de înlocuire şi reabilitare se vor efectua în limita posibilităţilor utilizând materiale, soluţii de îmbinare şi piese de îmbinare identice sau asemănătoare cu cele originale (lemn de aceeaşi esenţă, chertări similare, dornuri din lemn similare, scoabe, cuie, etc) deoarece la o structură deja echilibrată din punct de vedere al distribuţiei tensiunilor în îmbinări utilizarea unor soluţii sau piese de îmbinare diferite poate conduce în anumite zone la concentrări periculoase de tensiuni cu efecte dezastruoase. 6.5.6.3. Consolidarea infrastructurii acestor clădiri – fundaţii şi elevaţii – poate constitui o intervenţie salutară pentru conservarea structurii din lemn. De asemenea, înlocuirea învelitorilor grele cu învelitori uşoare asigură o comportare mai bună la acţiunea seismului. O măsură importantă este înlăturarea unor elemente constructive realizate adesea ulterior în aceste clădiri (pereţi de compartimentare din zidărie sau pe structură metalică tip grindă cu zăbrele, etc) care înrăutăţesc substanţial ductilitatea structurii din lemn. Se va avea în vedere şi degajarea structurii din lemn de orice alte construcţii alipite ulterior acesteia (garaje, magazii, etc). 6.6. Etapele lucrărilor de intervenţie Etapele esentiale ale lucrarilor de interventie se pot incadra in urmatoarea schema:

- Descoperirea degradarii - Determinarea cauzelor degradarilor - Evaluarea capacitatii portante in stare degradata - Estimarea reparatiilor necesare - Stabilirea si detalierea solutiei de remediere - Repararea si consolidarea elementelor structurale - Asigurarea calităţii lucrarilor de remediere

6.6.1. Descoperirea degradării poate constitui o problemă dificilă, mai ales dacă aceasta se află în părţile inaccesibile ale construcţiei, cum sunt capetele de grinzi din planşee, stâlpi etc., în care există posibilitatea de acumulare a umidităţii şi menţinerea acesteia astfel încât să conducă la putrezirea lemnului. Numai o bună practică profesională, experienţa, poate asigura identificarea degradărilor potenţiale şi a cauzelor care le-au produs.

6.6.2. Identificarea cauzelor degradărilor este indispensabilă stabilirii măsurilor de reabilitare necesare. Când degradarea constatată este rezultatul acţiunii mai multor factori, se impune luarea unor măsuri care să impiedece degradarea ulterioară provocată de oricare din aceştia. În general, nu există reguli prestabilite pentru determinarea cauzelor degradărilor, fiecare caz reprezentând o problemă particulară, specifică şi deci trebuie să constituie obiectul unui diagnostic particular. Aceasta presupune o analiză temeinică, evitarea unor decizii pripite.

6-10

6.6.3. Evaluarea capacitatii portante in stare degradata 6.6.3.1. Metoda evaluarii prestabilite Metoda se aplica atunci cind dupa o analiza temeinica efectuata de specialisti cu experienta, in cazul concret, tinind seama de metoda de calcul folosita, conditiile de exploatare, evolutia incarcarilor in timp etc., se poate admite ca pierderile de rezistenta a elementelor structurale nu depasesc cca. 15%. 6.6.3.2. Analiza starii reale de eforturi Aceasta metoda tine seama de dimensiunea reala a sectiunilor elementelor structurii de rezistenta, de rezistenta efectiva a materialelor (lemn, otel). Metoda se aplica dupa parcurgerea intr-o prima etapa a metodei mai sus amintita si descoperirea unor elemente structurale a caror rezistenta este diminuata cu mai mult de 15%. Pentru acestea se propun variante de consolidari si se evalueaza din nou capacitatea portanta a structurii in ansamblu, tinind seama de aceste consolidari si de starea reala de eforturi luind in considerare toti parametrii fizico-mecanici reali. 6.6.3.3. Analiza prin probe de incarcare

Metoda se foloseste atunci cind din calcule rezulta un coeficient de siguranta suficient de mare in raport cu valoarea efortului admisibil in sectiunea considerata a fi cea mai solicitata, astfel incit incarcarea suplimentara de proba sa nu conduca la degradari si mai mari. Experienta arata ca in cazurile obisnuite, unde shemele statice luate in calcul sint in concordanta cu realizarea efectiva a structurii, capacitatea portanta a constructiei este mai mare cu cca. 20% decit cea rezultata din calcule. Explicatia rezida din conlucrarea spatiala a structurii de rezistenta (de obicei calculele considera structurile ca sisteme plane), caracterul neliniar al diagramei σ - ε, varianta neliniara a modulului de elasticitate E, considerat constant etc. Se mai semnaleaza si faptul ca, in conformitate cu prevederile legale, calculul structurilor de rezistenta ale constructiilor din lemn se face in mediul elastic, incarcarile utile normate nu sint si efective, adeseori elementele de rezistenta sunt supradimensionate etc. Analiza prin probe de incarcare permite concluzii corecte (reale) de apreciere a capacitatii portante structurale.

6.6.4. Estimarea reparatiilor necesare

Dupa stabilirea cauzelor deteriorarii elementelor structurale si verificarea capacitatii portante se poate trece la stabilirea masurilor pentru oprirea degradarilor prin interventii adecvate sau, dupa caz, evacuarea, demolarea constructiei etc. Decizia va fi luata in functie de factorii economici, din conditii estetice sau de securitate a utilizatorilor. Daca analiza facuta arata ca rezistenta si stabilitatea constructiei se inscriu in parametri de functionare a constructiei in conditii de siguranta, aceasta se pune sub observatie pentru a se constata daca degradarea continua sau este stabilizata. Daca degradarea continua se va analiza din punct de vedere tehnic si economic solutia optima: - degradarea va fi lasata sa evolueze pina la stabilizare; - remedierea va fi efectuata imediat.

In cazul in care degradarea este stabilizata se va analiza daca prin aceasta este afectata capacitatea portanta si in ce proportie sau daca este afectat numai aspectul exterior, urmind a se lua apoi masurile de remediere care se impun. In cazul in care analiza arata ca rezistenta si stabilitatea constructiei este afectata sau va fi iminent afectata, se recurge la una sau mai multe din urmatoarele masuri: - consolidarea elementelor structurale, a unui ansamblului structural sau structurii in intregime; - renuntarea partiala sau totala a exploatarii constructiei; - schimbarea destinatiei constructiei; - demolarea constructiei si postutilizarea materialelor.

6-11

În general, in cazul in care cheltuielile necesare pentru efectuarea reparatiilor sunt sub 50% din valoarea lucrarii considerate noi, este eficient sa se faca aceste lucrari; in caz contrar este recomandabila demolarea sau dezafectarea constructiei. În eventualitatea in care constructia reprezinta un monument istoric sau este indispensabila unui proces tehnologic cu implicatii importante, financiare sau de alta natura, repararea se va face indiferent de costuri. 6.6.5. Stabilirea si detalierea solutiei de remediere Pentru stabilirea solutiei optime de remediere se va urmari alegerea unui precedeu cit mai eficient din punct de vedere al restabilirii capacitatii portante si stabilitatii constructiei la cel mai redus pret de cost. La alegerea masurii de remediere se va tine seama, de urmatorii factori: - lucrarea trebuie sa se poata executa in timp scurt, fara a astepta sa devina urgenta, deoarece pe masura ce starea de degradare avanseaza, costul reparatiilor creste; - in cazul unor degradari locale ale citorva elemente ale structurii se poate accepta numai remedierea acestora, dar daca degradarile sint extinse, afectind un numar mare de elemente structurale, se recomanda reparatii de ansamblu; - analiza tehnico-economica va tine seama si de influenta costurilor intretinerii constructiei in exploatare, daca reparatiile se fac local, numai pentru citeva elemente structurale, cele mai afectate, sau se fac pentru ansamblul structurii. 6.6.6. Repararea si consolidarea elementelor structurale Câteva soluţii reprezentative de reparare şi consolidare a elementelor structurale au fost prezentate la pct. 6.5. de mai sus. 6.6.7. Calitatea lucrarilor de remediere Principalele cauze ale degradarii structurii constructiilor din lemn sunt erori sau neglijente in activitatea de proiectare si executie a acestora, precum si datorită intretinerii necorespunzatoare in perioada de exploatare.

Lucrarile de remediere au menirea de a corecta si inlatura toate acesta cauze. In acest sens, lucrarile de remediere vor urmari cu acuratete: - adoptarea unor solutii optime de remediere; - elaborarea cu competenta, de catre specialisti cu experienta in domeniu, a proiectului lucrarilor de remediere, cu detalii de executie clare si fara echivoc si insotite de un proiect tehnologic de executie a realizarii lucrarilor de remediere riguros intocmit; - executia va fi ingrijita, se vor utiliza muncitori de calificare inalta iar calitatea manoperei va fi deosebita; - se vor folosi in executie materiale de calitate superioara, in conformitate cu prevederile proiectului, precum si procedee, scule si dispozitive de punere in opera moderne;

- se va da o atentie speciala controlului calitatii, incepind cu faza de proiectare si terminind cu receptia lucrarilor de remediere. BIBLIOGRAFIE /1/ COTTA N.L., CURTU I., SERBU A.- Elemente de construcţii si case prefabricate din lemn. Ed.Tehnică, Bucureşti, 1990. /2/ CURTU I., ROŞCA C.,- Reologia lemnului. Repografia Universitatea TRANSILVANIA Braşov, 1993. /3/ GOTZ, K.H- Construire én bois. Presses Polytechniques Romandes, Lausanne 1998. /4/ NATTERER J., HERZOG T., VOLZ M.- Holzbau Atlas Zwei. Institut fur internationale Arhitektur- Dokumentation, 1991, Munchen. /5/ PERCHAT M.- Calcul des éléments et structures en bois initiation aux états limites. Principes généraux. Annales L’I.T.B.T.P., nr.497, octobre, PARIS /6/ RACHER PATRICK s.a- Structures on bois aux états limites. Calcul de structure. Ed. Eyrolles, 1997, Paris.

6-12

/7/ ● ● ● Eurocode 5, Calcul des structures en bois, part 1.1,. Règles générales et régles pour les bâtiments. Norme P21-711, Ed. Eyrolles, Paris. /8/ ● ● ● Manuel de calcul des charpantes en bois. Canadian Wood Council, 1991, Ottawa. /9/ ● ● ● Cod pentru calculul si alcătuirea elementelor de construcţii din lemn. NP.005-2003. Buletinul Construcţiilor. Vol.12, 2003, Bucureşti. /10/ ● ● ● Eurocode 5,- Design of timber structure. Part 1.2- General rules for structural fire design. ENV 1995-1-2 /11/ ● ● ● Normativ privind calculul structurilor de rezistenţă din lemn amplasate in zone seismice NP 019-2003 (Completare P100)

7 - 1

7 . REDUCEREA RISCULUI SEISMIC AL COMPONENTELOR NESTRUCTURALE ALE CONSTRUCŢIILOR

7.1. Obiectul capitolului

(1) Obiectul prezentului Capitol este stabilirea cerinţelor şi a principiilor generale de reducere a riscului seismic pentru componentele nestructurale (CNS) din construcţiile existente.

(2) Ansamblul lucrărilor şi procedurilor folosite pentru reducerea riscului seismic al CNS va fi denumit generic în cele ce urmează reabilitare seismică a CNS.

(3) Lucrările de reabilitare seismică prevăzute în acest Capitol se aplică tuturor CNS din clădiri, definite conform P100-1: 2006, 10.1.2(2), care nu satisfac nivelurile de performanţă corespunzătoare obiectivelor de performanţă, cu excepţia componentelor care prezintă risc seismic redus, prevăzute în P100-1: 2006, 10.2.(4).

(4) Măsura în care sunt satisfăcute nivelurile de performanţă corespunzătoare diferitelor obiective de performanţă se determină prin evaluarea seismică a CNS conform P100-3/Vol.1, anexa E.

(5) Ordinea de prioritate pentru realizarea lucrărilor de reabilitare seismică a CNS se stabileşte conform 7.5.

(6). Componentele nestructurale noi care se montează în clădiri existente trebuie să satisfacă cerinţele din P100-1: 2006, cap.10 pentru CNS noi.

(7) Soluţiile de reabilitare seismică a CNS date în acest capitol nu pot fi utilizate pentru reabilitarea seismică a CNS din clădirile monument istoric fără acordul autorităţilor competente.

7.2. Scopul reducerii a riscului seismic CNS

(1) Lucrăriile de reabilitare seismică a CNS au ca scop reducerea următoarelor categorii de risc seismic:

- afectarea siguranţei vieţii (SV);

- pierderi importante de valori materiale si culturale (PV);

- întreruperea funcţionării normale a clădirii (IF).

(2). Amploarea şi complexitatea lucrărilor necesare pentru reabilitarea seismică a CNS depinde de:

- nivelul de vulnerabilitate seismică al CNS, identificat conform P100-3/Vol.1, anexa E;

- categoria de risc seismic, dintre cele menţionate la (1), care decurge din diferitele tipuri de avariere probabile;

- obiectivele de performanţă stabilite pentru clădire după reabilitare;

- severitatea acţiunii seismice de proiectare la amplasament.

7 - 2

7.3. Niveluri de performanţă seismică ale CNS după reabilitarea seismică

(1) Nivelurile de performanţă seismică ale CNS care trebuie să fie realizate după executarea lucrărilor de reabilitare seismică, se stabilesc în corelare cu obiectivele de performanţă seismică pentru clădirea în ansamblu cerute de investitor / utilizator:

- obiective de performanţă de bază (OPB):

- limitarea degradărilor;

- siguranţa vieţii;

- obiective de performanţă superioare (OPS). Notă. Definirea/descrierea obiectivelor de performanţă seismică de bază/superioare sunt date detaliat în P100-3/Vol.1.

(2) Nivelul de performanţă seismică al CNS după reabilitare, asociat obiectivului de performanţă de bază/superior siguranţa vieţii, poate fi stabilit diferenţiat, în funcţie de poziţia în clădire a CNS care sunt susceptibile de cădere parţială/totală, în următoarea ordine descrescătoare:

- în/către spaţii unde sunt posibile aglomerări de persoane;

- către/pe căile de evacuare (în interiorul/exteriorul clădirii);

- în interiorul încăperilor cu funcţiuni esenţiale;

- în spaţiile/încăperile cu funcţiuni curente.

(3) CNS a căror avariere poate conduce la întreruperea funcţionării normale (IF) şi nivelul de performanţă seismică al acestora după reabilitare, se stabilesc de personalul de specialitate al unităţilor respective, în funcţie de obiectivele de performanţă fixate.

(4) Nivelul de performanţă seismică al CNS după reabilitare, asociat obiectivului de performanţă de bază/superior limitarea degradărilor, poate avea două trepte, în funcţie de facilităţile de utilizare care sunt cerute după cutremurul cu intensitatea corespunzătoare acestui obiectiv de performanţă:

- clădire complet funcţională;

- clădire care poate fi ocupată imediat.

Definirea celor două niveluri de performanţă şi descrierea stărilor de avariere corespunzătoare ale CNS este dată în P100-3/Vol.1, E.1.3.

(5) Nivelul de performanţă clădire complet funcţională este identic nivelul de performanţă clădire care poate fi ocupată imediat în ceea ce priveşte componentele arhitecturale (elementele de construcţie) dar impune cerinţe suplimentare pentru instalaţii, echipamente electromecanice, mobilier şi alte dotări. Aceste cerinţe sunt precizate în P100-3/Vol.1, anexa E şi vor fi luate în considerare, dacă este cazul, pentru proiectarea lucrărilor de reabilitare.

(6) Realizarea nivelurilor de performanţă seismică a CNS după executarea lucrărilor de reabilitare seismică este condiţionată de realizarea nivelurilor de performanţă corespunzătoare pentru structura clădirii.

7 - 3

7.4. Stabilirea ordinii de prioritate pentru reabilitarea seismică a CNS

(1) Stabilirea ordinii de prioritate a lucrărilor de reabilitare seismică a CNS are ca scop:

- identificarea CNS care prezintă cel mai ridicat nivel de risc, în raport cu obiectivul de performanţă considerat, pentru abordarea cu prioritate a lucrărilor de reabilitare a acestora;

- optimizarea duratei de intervenţie şi a efortului financiar al investitorului.

(2) Pentru stabilirea ordinii de prioritate a lucrărilor de reabilitare seismică a CNS este necesară parcurgerea următoarelor etape:

a. Inventarierea CNS din clădire.

b. Evaluarea vulnerabilităţii seismice a fiecărei categorii / tip de CNS.

c. Identificarea riscurilor care rezultă din avarierea seismică pentru fiecare

categorie/tip de CNS şi pentru fiecare locaţie identificată.

(3) Inventarierea CNS din clădire se face pe categorii/tipuri de componente. Pentru fiecare dintre acestea se consemnează numărul elementelor şi amplasarea lor în clădire. Pentru inventariere se pot folosi fişele corespunzătoare date în Regulament privind metodologia de inventariere a construcţiilor tip clădire din fondul construit existent, din punct de vedere al riscului seismic - indicativ RRS1-94. Localizarea respectivelor componente se face pe planurile clădirii.

(4) Evaluarea vulnerabilităţii fiecărei categorii/tip de CNS se face în raport cu criteriile de acceptare, calitative şi cantitative, date în P100-3/Vol.1, anexa E.

Pe baza acestor criterii, folosind raţionamente inginereşti şi, după caz, în funcţie de rezultatele calculului conform P100-3/Vol.1, anexa E, fiecare CNS va fi încadrată într-una din următoarele categorii de vulnerabilitate:

a. Vulnerabilitate seismică ridicată: Componenta nu este ancorată sau prinderile

au calitate necorespunzătoare (sunt insuficiente, executate incorect sau

puternic degradate) şi din această cauză există o probabilitate ridicată de

cădere la cutremurul cu intensitatea corespunzătoare obiectivului de

performanţă stabilit (căderea poate fi datorată acţiunii directe sau indirecte a

cutremurului).

În aceiaşi categorie pot fi încadrate şi CNS care nu prezintă defecţiuni majore

de ancorare dar pentru care există una dintre următoarele limitări:

- forţa capabilă este mai mică decât ½ din forţa de proiectare dată de relaţia (E.1) din P100-3/Vol.1, sau

- deplasarea relativă capabilă între punctele de prindere este mai mică decât ½ din deplasarea relativă calculată conform P100-1: 2006, 10.3.2.

b. Vulnerabilitate seismică moderată: Componenta este ancorată dar prinderile

prezintă un grad redus de siguranţă astfel încât există o probabilitate de cădere

care nu poate fi neglijată la cutremurul cu intensitatea corespunzătoare

7 - 4

obiectivului de performanţă stabilit (căderea poate fi datorată acţiunii directe

sau indirecte a cutremurului).

În aceiaşi categorie pot fi încadrate şi CNS care sunt ancorate corespunzător

dar pentru care există una dintre următoarele limitări:

- forţa capabilă este cuprinsă între ½ ÷ ⅔ din forţa de proiectare dată de relaţia (E.1) din P100-3/Vol.1, sau

- deplasarea relativă capabilă între punctele de prindere este cuprinsă între ½ ÷ ⅔ din deplasarea relativă calculată conform P100-1: 2006, 10.3.2.

c. Vulnerabilitate seismică scăzută: Componenta este corect ancorată (în condiţii

comparabile cu cele cerute pentru clădirile noi, conform P100-1: 2006, 10.4.1)

şi prinderile prezintă un grad suficient de siguranţă, astfel încât există o

probabilitate de cădere care poate fi neglijată la cutremurul cu intensitatea

corespunzătoare obiectivului de performanţă stabilit (căderea poate fi datorată

acţiunii directe sau indirecte a cutremurului).

În cazul în care componenta se află pe/către spaţiile cu aglomerare de persoane

sau pe căile de evacuare, pentru a fi încadrată în această categorie,

componenta trebuie să satisfacă şi următoarele:

- forţa capabilă să fie mai mare de ¾ din forţa de proiectare dată de relaţia (E.1) din P100-3/Vol.1, şi

- deplasarea relativă capabilă între punctele de prindere să fie mai mare de ¾ din deplasarea relativă calculată conform P100-1: 2006, 10.3.2.

(5) Identificarea riscurilor care rezultă din avarierea seismică pentru fiecare categorie principală de CNS şi pentru fiecare locaţie identificată se poate face folosind tabelele E.1a şi E.1b din P100-3/Vol.1.

(6) Ordinea de prioritate, descrescătoare de la 1 → 9, se stabileşte conform matricei date în tabelul

Tabelul 7.1. Categoria de vulnerabilitate

Nivelul de risc R-ridicat M-moderat S-scăzut

Ridicată 1 4 7 Moderată 2 5 8 Scăzută 3 6 9

(7) În cazul în care reabilitarea se face pentru obiectivul siguranţa vieţii în tabelul 7.1. se introduc nivelurile de risc corespunzătoare coloanei SV din tabelele E1a şi E.1b din P100-3/Vol.1, pentru acceleraţia seismică de proiectare a terenului de la amplasament.

(8) În cazul în care reabilitarea se face numai pentru obiectivul limitarea degradărilor în tabelul 7.1 se introduce cel mai ridicat nivel de risc din coloanele IF sau PV din tabelele E1a şi E.1b din P100-3/Vol.1, pentru acceleraţia seismică de proiectare a terenului de la amplasament.

7 - 5

(9) Abordarea lucrărilor de reabilitare a CNS, în ordinea de prioritate stabilită ca mai sus, nu se referă la clădirile la care CNS prezintă avarii grave sau care prezintă degradări majore ale materialelor de construcţie care pot conduce la prăbuşiri parţiale / totale ale acestora, cu precădere către spaţii accesibile publicului, sub efectul unor cutremure de intensitate scăzută.

7.5. Procedee de reabilitare seismică a CNS

(1) Procedeele de reducere a riscului seismic al CNS se împart în două mari categorii:

a. soluţii tehnice inginereşti, care se proiectează, se verifică şi se execută conform reglementărilor tehnice şi/sau practicii recunoscute;

b. măsuri simple, care pot fi aplicate fără documentaţie de specialitate.

Prezentul capitol se referă la principiile soluţiilor tehnice şi, în unele cazuri, la regulile de aplicare a acestor principii.

Detalierea extinsă a soluţiilor tehnice inginereşti şi a măsurilor simple va face obiectul unui document separat.

(2) Soluţiile tehnice inginereşti de reabilitare seismică a CNS se grupează după cum urmează:

a. înlocuire;

b. măsuri pentru asigurarea stabilităţii CNS;

c. reparare;

d. consolidare.

Aceste procedee pot fi utilizate separat sau combinat.

(3) Alegerea soluţiei tehnice de reabilitare seismică a CNS se face având în vedere următoarele criterii de decizie:

- starea de afectare a integrităţii fizice a CNS, din cauze seismice şi/sau neseismice;

- vulnerabilitatea seismică a CNS la acţiunea directă/indirectă a cutremurului;

- funcţiunea/importanţa CNS în clădire;

- complexitatea tehnică/tehnologică şi durata de realizare a reabilitării;

- influenţele posibile ale lucrărilor (soluţiei) de reabilitare asupra rezistenţei şi stabilităţii clădirii;

- considerente economice.

(4) Compatibilitatea măsurilor constructive şi a detaliilor de execuţie prevăzute în soluţia tehnică de reabilitare cu nivelurile de performanţă cerute după reabilitare, va fi verificată după cum urmează:

a. calitativ, în raport cu măsurile constructive prevăzute pentru CNS din clădirile noi, conform P100-1: 2006, cap.10;

b. prin calcul, folosind prevederile şi parametrii de proiectare din P100-1: 2006, 10.3. pentru:

- componenta reabilitată;

7 - 6

- prinderile acesteia de structură sau de o altă CNS;

- elementul structural sau CNS de care este prinsă componenta (verificarea locală a capacităţii de rezistenţă).

(5) În cazurile în care, prin proiectul de reabilitare seismică a CNS, se prevăd lucrări care modifică semnificativ schema statică a structurii şi/sau proprietăţile de rezistenţă, rigiditate şi ductilitate ale acesteia, se va analiza, prin calcul, efectul acestor intervenţii asupra răspunsului seismic al ansamblului structurii.

(6) În proiectul lucrărilor de reabilitare seismică a CNS se vor include şi operaţiile necesare pentru remedierea degradărilor/avariilor produse de cauze neseismice, naturale şi/sau antropice.

7.6. Măsuri simple pentru reducerea riscului seismic al CNS

(1) Măsurile simple pentru reducerea riscului seismic al CNS se aplică numai acelor componente a căror avariere nu prezintă risc pentru siguranţa vieţii şi pentru care pierderile economice care pot rezulta sunt reduse.

(2) Măsurile simple constau în prevederea unor legături pentru eliminarea /limitarea deplasărilor componentelor nestructurale în timpul cutremurului evitând astfel:

- avarierea componentelor;

- avarierea altor componente cu care acestea pot veni în contact.

(3) Legăturile se prevăd pentru a:

- împiedica/limita deplasările laterale ale CNS pe suprafaţa de rezemare (de regulă, pe planşeu);

- împiedica răsturnarea CNS;

- permite deplasări relative limitate între componentele care alcătuiesc un sistem şi care pot avea mişcări difeirte în timpul cutremurului.

(4) Legăturile menţionate la (3) trebuie să permită/limiteze/împiedice deplasările pe toate direcţiile şi pe ambele sensuri de mişcare pe fiecare direcţie. În acest scop legăturile pot fi flexibile sau rigide şi trebuie să aibă rezistenţa necesară atât la întindere cât şi la compresiune.

(5) Legăturile se ancorează sau, după caz, se fixează rigid de elementele structurii sau de o altă CNS care prezintă rezistenţă şi rigiditate suficiente.

(6) În clădirile curente, reducerea riscului seismic al CNS prin măsuri simple se foloseşte pentru următoarele tipuri de componente (lista este exemplificativă):

- corpuri de iluminat suspendate, libere sau incluse în tavane;

- pereţi despărţitori uşori cu înălţime mică (liberi la partea superioară);

- mobilier de birou, calculatoare, rafturi, dulapuri;

- boilere;

- aparate de condiţionare;

- extinctoare;

- obiecte decorative.

7 - 7

7.7. Reducerea riscului seismic al CNS prin înlocuirea CNS vulnerabile

(1) Înlocuirea CNS vulnerabile implică eliminarea completă a acestora (inclusiv a prinderilor de structură) şi înlocuirea lor cu elemente noi, care îndeplinesc aceleaşi funcţiuni în clădire. Înlocuirea CNS implică şi realizarea unui sistem nou de prinderi / legături cu structura precum şi refacerea izolaţiilor, finisajelor şi uneori, a instalaţiilor.

(2) Reducerea riscului seismic al CNS prin înlocuirea celor vulnerabile este posibilă în următoarele condiţii:

- prin înlocuirea componentei nu sunt afectate funcţiunile şi aspectul clădirii sau aceste afectări sunt limitate şi acceptabile pentru investitor / utilizator;

- eliminarea şi înlocuirea componentei nu afectează rezistenţa şi stabilitatea altor CNS din clădire;

- există posibilitatea realizării unor prinderi sigure de structura clădirii sau de alt CNS cu rigiditate şi rezistenţă corespunzătoare.

(3) Prin înlocuirea CNS se pot obţine avantaje în ceea ce priveşte:

- reducerea masei CNS şi, în consecinţă, reducerea forţei seismice în prinderile componentei de structură şi a eforturilor în elementele structurii de care este prinsă CNS (de exemplu, înlocuirea pereţilor de compartimentare din zidărie cu pereţi din gips carton, înlocuirea tavanelor grele din ipsos cu tavane din elemente uşoare);

- modificarea favorabilă a caracteristicilor răspunsului dinamic al CNS: reducerea coeficientului de amplificare dinamică - βCNS şi creşterea factorului de comportare -qCNS (prin înlocuirea / modificarea sistemului de prindere şi a materialului din care este alcătuită componenta);

- eliminarea ruperilor fragile ale CNS şi/sau ale prinderilor de structură (de exemplu înlocuirea sticlei vitrinelor / faţadelor cortină cu sticlă securizată, eliminarea / înlocuirea prinderilor cu ancore scurte înglobate în zidărie / beton);

- eliminarea/reducerea interacţiunilor nefavorabile între CNS şi structura clădirii prin înlocuirea CNS cu rigiditate mare (zidărie) şi / sau a prinderilor dispuse în poziţii defavorabile (centuri intermediare, podeste şi grinzi de scară care dau naştere la stâlpi scurţi, de exemplu).

7.8. Reabilitarea seismică a CNS prin legături suplimentare cu structura

(1) Reducerea riscului seismic al CNS prin introducerea unor legături suplimentare cu structura sau cu o altă CNS se utilizează pentru acele componente care necesită, în principal, asigurare faţă de efectul direct al acţiunii seismice definit conform P100-1: 2006, 10.1.1.(4).

(2) Prin introducerea legăturilor suplimentare se urmăreşte:

- împiedicarea răsturnării şi/sau a deplasărilor laterale în planul de rezemare al CNS;

- limitarea deplasărilor/deformaţiilor excesive ale CNS.

(3) În cazul CNS care sunt susceptibile de a fi afectate şi de efectul indirect al cutremurului, detalierea prinderilor suplimentare va ţine seama de acest efect (de exemplu, prinderile pereţilor nestructurali din zidărie sau beton, prevăzute pentru a

7 - 8

asigura stabilitatea la acţiunea seismică perpendiculară pe perete, nu trebuie să împiedice posibilitatea de deplasare a peretelui în planul său).

(4) Reabilitarea CNS prin introducerea unor legături suplimentare cu structura nu elimină necesitatea evaluării rezistenţei componentei pentru forţa seismică de proiectare şi, dacă rezultă necesar, reabilitarea acesteia prin reparare/consolidare.

7.8.1. Reducerea riscului seismic al CNS prin elemente de contravântuire

(1) Asigurarea CNS împotriva răsturnării sau a deformaţiilor/deplasărilor excesive produse de acţiunea seismică se poate face prin introducerea unor elemente suplimentare care :

- modifică schema statică a CNS (de exemplu, legături intermediare pentru elementele în consolă- parapeţi, atice, coşuri de fum/ventilaţie);

- împiedică deplasări excesive ale CNS (de exemplu, legături pentru limitarea amplitudinii oscilaţiilor tavanelor şi corpurilor de iluminat suspendate);

- reduc deschiderile libere între reazeme ale CNS limitând eforturile şi deplasările (de exemplu, legături suplimentare între prinderile existente ale conductelor, canalelor de ventilaţie, etc) .

(2) Proiectarea sistemului de legături suplimentare (de contravântuire) pentru CNS se face având în vedere, simultan, următoarele cerinţe:

- minimizarea momentului de răsturnare şi/sau reducerea deplasărilor / deformaţiilor;

- evitarea introducerii unor eforturi suplimentare în componenta respectivă;

- transmiterea eforturilor din elementele de contravântuire numai la elemente structurale care au rigiditate şi rezistenţă corespunzătoare;

- realizarea unor prinderi sigure între elementul de contravântuire şi CNS, şi respectiv, între elementul de contravântuire şi structura clădirii.

(3) Elementele de contravântuire pot fi :

- rigide: bare, grinzi cu zăbrele, panouri;

- flexibile: fire, cabluri, lanţuri.

(4) Dimensionarea / verificarea elementelor de contravântuire şi a prinderilor acestora de structură se face folosind:

- forţa seismică determinată conform P100-1: 2006, 10.3;

- un model de calcul adecvat al ansamblului "CNS + element de contravântuire + structură";

- reglementările tehnice specifice materialelor din care sunt alcătuite CNS şi elementul de contravântuire.

7 - 9

7.8.2. Reducerea riscului seismic al CNS prin prinderi rigide de structură

(1) Asigurarea stabilităţii poziţiei CNS se poate realiza şi prin fixarea mecanică de elementele structurale sau de o altă CNS, folosind ancore, buloane şi alte sisteme similare.

(2) Stabilirea sistemului de prindere se face în funcţie de:

- tipul deplasărilor care trebuie împiedicate: răsturnare, deplasare laterală;

- poziţia şi capacitatea de rezistenţă a elementelor în care se pot fixa piesele de prindere: prindere numai de planşeul pe care reazemă CNS, prinderi de elemente verticale, structurale sau nestructurale, adiacente.

(3) În cazul elementelor nestructurale ale faţadelor, prinderile suplimentare pentru reabilitarea CNS nu trebuie să împiedice deplasările datorate variaţiilor de temperatură.

(4) La proiectarea prinderilor mecanice pentru reabilitarea seismică a CNS se vor respecta toate cerinţele pentru prinderile CNS din clădirile noi date în P100-1: 2006, 10.4.1.

7.9. Reabilitarea seismică a CNS prin lucrări de reparaţie

(1) Reabilitarea seismică a CNS prin lucrări de reparaţie se foloseşte în cazul unor avarii/defecte minore, produse de cutremur sau din alte cauze, care afectează în principal aspectul şi funcţiunile unei componente şi, în mică măsură, rezistenţa şi stabilitatea acesteia.

(2) Nivelul de siguranţă seismică al CNS nu poate fi sporit prin lucrări de reparaţii (rămâne inferior, cel mult egal cu cel avut înainte de ultimul cutremur).

(3) Lucrările de reparaţie se fac fără demontarea/ înlocuirea CNS şi constau, de regulă, în:

- înlocuirea unor părţi ale CNS (de exemplu, înlocuirea geamurilor fisurate/sparte sau înlocuirea garniturilor de la faţadele cortină);

- refacerea izolaţiilor termice, acustice şi a etanşeităţii;

- refacerea finisajelor (refacerea tencuielilor la pereţii nestructurali din zidărie, înlocuirea benzilor de legătură şi a tapetului la pereţii din plăci de ipsos, completarea pe suprafeţe limitate a placajelor ceramice interioare şi exterioare, etc);

- reparaţii minore ale zidăriilor nestructurale prin injecţii şi/sau prin refacerea sau completarea mortarului din rosturi;

- înlocuirea unui număr redus de prinderi (firele de ancorare ale tavanelor suspendate, ale conductelor şi canalelor, unele prinderi afectate de coroziune la elementele nestructurale de pe faţade);

- remedierea locală a unor conducte (în special la prinderi şi îmbinări);

- alte lucrări similare, a căror realizare nu este necesară/prioritară pentru utilizarea în siguranţă a clădirii.

7 - 10

7.10. Reabilitarea seismică a CNS prin lucrări de consolidare

(1) Reabilitarea seismică a CNS prin lucrări de consolidare constă în adăugarea unor elemente suplimentare cu rolul de a spori rezistenţa şi rigiditatea componentei.

(2) Eficienţa lucrărilor de consolidare se realizează prin:

- amplasarea elementelor de consolidare astfel încât să existe un traseu direct al eforturilor de la acestea la structura clădirii;

- eliminarea alcătuirilor care pot produce interacţiuni defavorabile între elementele de consolidare şi structură sau o altă CNS;

- alegerea materialelor şi dimensionarea elementelor de consolidare şi a prinderilor acestora de structură pentru obţinerea unei comportări ductile;

- realizarea conlucrării între CNS care se consolidează şi materialul/elementul de consolidare (de exemplu, aderenţa dintre zidărie şi elementele de placare - tencuiala, ţesătura de fibre polimerice - FRP).

7.11. Procedee de reabilitare seismică specifice unor componente arhitecturale (elemente de construcţie)

(1) Reabilitarea componentelor arhitecturale va fi proiectată astfel încât, după executarea lucrărilor, sub acţiunea cutremurului de proiectare, corespunzătoare obiectivului de performanţă fixat de beneficiar, componentele respective şi prinderile lor să poată prelua :

- forţele seismice de proiectare stabilite conform P100-1: 2006, 10.3.1;

- deplasările relative între punctele de prindere stabilite conform P100-1: 2006, 10.3.2.

(2) Procedeele de reabilitare şi măsurile constructive date în cele ce urmează se aplică CNS pentru care, în urma evaluării calitative şi prin calcul, s-a constatat neconformitatea cu cerinţele din Codul P100-1: 2006, cap.10.

7.11.1. Perete cortină exterior

(1) Intervenţia trebuie să asigure preluarea deplasării relative de nivel a structurii sub acţiunea seismică de proiectare.

(2) Pentru satisfacerea cerinţei de la (1) poate fi necesară modificarea dimensiunilor panourilor de sticlă pentru ca acestea să se poată deplasa liber în rama existentă şi/sau înlocuirea garniturilor/masticurilor de etanşare.

(3) Dacă structura proprie a faţadei nu poate prelua deplasarea relativă de nivel a structurii se poate adopta una dintre următoarele soluţii:

- prinderile şi/sau alcătuirea structurii proprii a cortinei vor fi modificate;

- pe faţadă vor fi montate elemente de construcţie care pot prelua fragmentele de sticlă care cad de la înălţime;

- sticla obişnuită se înlocuieşte cu sticlă "securizată" sau pe sticlă se aplică o peliculă transparentă care nu permite căderea fragmentelor de sticlă.

7 - 11

Notă. Măsuri similare pot fi aplicate şi pentru alte suprafeţe vitrate: vitrine, ferestre de mari dimensiuni, etc.

7.11.2. Elemente adăugate anvelopei construcţiei

(1) Pentru toate elementele adăugate anvelopei construcţiei, enumerate în P100-1: 2006, 10.1.2 (2), se vor adăuga legături dimensionate pentru forţele de proiectare determinate conform P100-1: 2006, 10.3.1. şi capabile de a prelua deplasările relative de nivel determinate conform P100-1: 2006, 10.3.2.

(2) În cazul decoraţiilor şi finisajelor grele se recomandă examinarea posibilităţii de înlocuire a acestora cu materiale uşoare (beton uşor, metal, materiale plastice).

(3) În cazul parapeţilor şi aticelor din zidărie sau beton se poate proceda după cum urmează:

- elementele respective se consolidează prin placare cu tencuială armată/beton armat sau prin sisteme de contravântuire;

- se reduce înălţimea acestora (în limitele permise de cerinţa de siguranţă în exploatare);

- se înlocuiesc cu parapeţi sau atice din metal, lemn sau alt material uşor.

(4) Placajele de piatră sau zidărie se consolidează prin legături (prinderi) suplimentare dimensionate pentru a prelua forţele normale pe plan şi deplasările relative de nivel ale stratului suport. Această operaţie implică desfacerea şi refacerea placajelor.

7.11.3. Pereţi de compartimentare

(1) Pentru reabilitarea seismică a pereţilor despărţitori din zidărie de cărămidă, din beton normal sau din BCA (blocuri sau fâşii) se pot adopta, după caz, următoarele măsuri:

- fixare la partea superioară pentru a se evita răsturnarea/ruperea sub efectul forţei seismice normală pe planul peretelui;

- placare cu tencuieli armate cu fibre sau cu grile polimerice dacă din calcule rezultă că nu au capacitatea de rezistenţă necesară;

- înlocuirea cu pereţi uşori (tip gips-carton), cu schelet din lemn sau metalic, ancorat corespunzător în structura clădirii.

(2) Măsurile de la (1) se aplică cu prioritate pereţilor de compartimentare aflaţi pe căile de evacuare.

(3) Pereţii de compartimentare care nu sunt executaţi pe toată înălţimea etajului se asigură împotriva răsturnării prin introducerea unor legături cu pereţi perpendiculari, prin centuri turnate la partea superioară sau prin adăugarea unui schelet de contravântuire din metal sau lemn legat corespunzător de structura clădirii. În nici un caz aceşti pereţi nu vor fi fixaţi de tavanul suspendat. În cazul structurilor în cadre de beton armat, centurile nu vor fi legate cu stâlpii.

(4) Pereţii despărţitori uşori vor fi fixaţi la partea superioară, de regulă printr-un profil metalic în formă de U prins de planşeu iar lateral se vor amenaja spaţii suficiente pentru preluarea deplasării de nivel. Aceste spaţii vor fi umplute cu materiale permanent plastice pentru realizarea etanşeităţii, izolării fonice şi a protecţie la foc.

7 - 12

7.11.4. Tavane suspendate şi corpuri de iluminat

(1) Pentru limitarea oscilaţiilor tavanului în timpul cutremurului se recomandă să se introducă legături diagonale pe patru direcţii în spaţiu şi o bară verticală de compresiune, în nodurile scheletului amplasate la circa 3.00÷3.50 m interax.

(2) Pentru asigurarea rigidităţii tavanului în plan orizontal, se recomandă solidarizarea la intersecţii a riglelor principale ale scheletului cu cele secundare, prin sudură sau cu şuruburi autofiletante.

(3) Prinderile plăcilor de tavan de schelet vor fi realizate cu agrafe şi cleme metalice noi. Se vor examina şi alte posibilităţi de fixare în cazul în care riglele scheletului nu sunt profile T .

(4) Pentru corpurile de iluminat incluse în tavanele suspendate se vor crea spaţii libere pe contur iar, dacă este cazul, sistemul de susţinere va fi modificat pentru a fi , independent de cel al tavanului.

(5) Pentru corpurile de iluminat independente, sistemul de suspendare va fi modificat pentru a limita amplitudinea oscilaţiilor laterale şi riscul de cădere al corpului lămpilor fluorescente.

(6) În cazul tavanelor de mari dimensiuni sau denivelate, situate în încăperi cu aglomerări de persoane, se recomandă refacerea lor în conformitate cu prevederile din P100-1: 2006, 10.4.3.2.2.

7.12. Procedee de reabilitarea seismică specifice instalaţiilor

(1) Sistemele de conducte se reabilitează, după caz, prin:

- repararea avariilor locale (de regulă, desfacerea îmbinărilor şi refacerea etanşărilor)

- sistemele de conducte pentru stingerea incendiilor se separă de tavanul suspendat;

- modificarea/refacerea legăturilor existente şi prevederea de legături suplimentare pentru limitarea deplasărilor laterale.

Notă. Prevederea legăturilor suplimentare nu este necesară pentru sistemele de conducte prevăzute în P100-1: 2006,10.4.4.3.1.(3).

(2) Utilajele şi echipamentele mecanice şi electrice se asigură împotriva răsturnării sau deplasării laterale prin legături realizate, în principal, conform 7.9.2.

(3) În cazul utilajelor montate pe izolatori de vibraţii se vor prevedea:

- piese pentru limitarea oscilaţiilor laterale;

- piese de legătură flexibile cu sistemele de conducte sau cu alte utilaje şi echipamente.

Notă. Pentru echipamentele cu înălţime mare în raport cu baza, montate pe izolatori, se va verifica şi stabilitatea la răsturnare şi capacitatea prinderilor de a prelua eforturile de întindere care pot rezulta.

(4) Pentru a se asigura funcţionarea sistemelor de rezervă de alimentare cu energie electrică, în afara instrucţiunilor producătorului, trebuie să se realizeze şi următoarele măsuri:

7 - 13

- rafturile pentru baterii vor fi asigurate împotriva răsturnării/ deplasărilor laterale prin elemente de contravântuire, prinderi rigide şi se va verifica rezistenţa lor la forţa seismică de proiectare;

- generatorul va fi asigurat, după caz conform prevederilor de la (2) sau (3);

- rezervoarele de combustibil vor fi fi asigurate împotriva deplasărilor;

- conductele rigide de alimentare cu combustibil vor fi înlocuite cu conducte de tip "flexibil".

7.13. Procedee de reabilitare seismică specifice echipamentelor electromecanice

(1) Reabilitarea seismică a ascensoarelor şi scărilor rulante se face conform documentaţiei producătorului cu respectarea principiilor de la aliniatele următoare.

(2) Pentru cazul în care unele componente ale ascensoarelor şi/sau scărilor rulante nu satisfac cerinţele din P100-1: 2006,10.4.5.1.(1) acestea vor fi modificate / consolidate pe baza documentaţiei elaborată de furnizor sau de un proiectant de specialitate atestat.

(3)Utilajele şi echipamentele mecanice şi electrice aferente ascensoarelor se vor asigura împotriva răsturnării sau deplasărilor laterale conform prevederilor de la 7.12.

(4) Cabina şi contragreutatea se vor prevedea cu piese speciale pentru a împiedica ieşirea acestora de pe şine.

(5) Se vor prevedea piese/ dispozitive de limitare a deplasărilor cablurilor.

(6) Pentru clădirile înalte / cu aglomerări de persoane, dotate cu ascensoare cu viteză de deplasare ridicată, se vor introduce dispozitive de decuplare automată conform prevederilor P100-1: 2006,10.4.5.1. (2).

7.14. Procedee de reabilitare seismică specifice mobilierului din clădiri.

(1) Mobilierul profesional, în unităţi medicale, de cercetare şi similare, va fi asigurat împotriva răsturnării, deplasărilor laterale şi decuplării de sistemele de alimentare conform prevederilor producătorului şi folosind dispozitivele speciale furnizate de acesta.

(2) Mobilierul de birou şi sistemele de computere se asigură, împotriva răsturnării sau deplasărilor laterale cu măsuri simple, conform principiilor de la 7.7.

(3) În clădirile cu aglomerări de persoane se vor elimina toate piesele de mobilier dispuse pe căile de evacuare, chiar dacă acestea au prinderi conform (2).

8 - 1

8. REABILITAREA SEISMICĂ A CLĂDIRILOR FOLOSIND SISTEME DE DISIPARE A ENERGIEI

Introducere

(1) Prevederile capitolului 8 se referă la reabilitarea seismică a clădirilor folosind sisteme pasive de disipare energiei.

(2) Sistemele pasive de disipare a energiei considerate în capitolul 8 sunt alcătuite din elemente de tip vâscos (de ex.: amortizori cu fluid vâscos, Fig. 8.1).

Figura 8.1 Alcătuirea unui amortizor cu fluid vâscos

(3) Avarierea structurală şi nestructurală indusă de cutremurele puternice este o consecinţă directă a deformaţiilor elementelor clădirii. Pentru limitarea stării de avariere, şi implicit a pierderilor directe produse de cutremurele puternice, este necesară limitarea deformaţiilor prin controlul deplasărilor laterale ale clădirii. Acest control al deplasărilor laterale se poate face fie prin mărirea rigidităţii structurii, fie prin limitarea deplasărilor laterale ca urmare a amortizării vâscoase suplimentare introduse în clădire. Această amortizare suplimentară se poate obţine prin introducerea de amortizori cu fluid vâscos în structura de rezistenţă a clădirii; amortizorii transformă energia cinetică dată de forţele exterioare în energie calorică (căldură).

(4) Sistemele de disipare a energiei seismice prin amortizare vâscoasă sunt adecvate pentru structuri relativ flexibile. Pretabilitatea structurilor flexibile la echiparea cu sisteme de amortizori cu fluid vâscos rezultă din faptul că amortizarea vâscoasă este proporţională cu viteza relativă între capetele amortizorilor, viteză relativă ce creşte odată cu creşterea flexibilităţii structurii. Amortizorii cu fluid vâscos se pot introduce diagonal în ochiurile de cadru ale structurii de rezistenţă, sau în contravantuiri de tip chevron (Fig. 8.2)

(5) Sporirea fracţiunii din amortizarea critică reduce amplitudinea ciclurilor de răspuns structural (Fig. 8.3) şi este eficientă pentru evitarea fenomenului de rezonanţă

8 - 2

între perioada de vibraţie a structurii şi perioada predominantă de mişcare a terenului în timpul cutremurelor puternice (Fig. 8.4).

(6) In proiectarea sistemelelor de disipare a energiei vor fi considerate condiţiile de mediu ce includ vântul, efectul îmbătrânirii, curgerea lentă, oboseala, umezeala, temperatura mediului interior şi cea a mediului exterior.

Figura 8.2. Structură în cadre echipată cu amortizori cu fluid vâscos

Vibratii libere - viteza initiala

-3

-2

-1

0

1

2

3

0 1 2 3 4 5 6 7

t, s

Dep

lasa

re, c

m

2%5%10%20%50%

Figura 8.3. Vibraţii libere amortizate pentru diferite fracţiuni din amortizarea critică

8 - 3

Acceleratie sinusoidala

0

5

10

15

20

25

0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

Perioada cladirii/Perioada excitatiei

Fact

orul

de

ampl

ifica

re a

l dep

lasa

rii

2%5%10%20%50%

Figura 8.4. Factorul de amplificare al deplasării versus raportul între perioada de

vibraţie a clădirii si perioada excitaţiei seismice

Cerinţe generale

(1) Modelul de calcul al clădirii reabilitate seismic va conţine distribuţia în plan şi pe verticală a elementelor de disipare a energiei.

(2) Elementele de disipare a energiei vor fi capabile să susţină viteze mai mari decât cele maxime calculate pentru cutremurul de proiectare în conformitate cu următoarele criterii:

a. Dacă într-o direcţie principală la orice nivel al clădirii sunt prevăzute patru sau mai multe elemente de disipare a energiei, cu minimum două elemente amplasate de o parte şi de alta a centrului de rigiditate al nivelului în direcţia considerată, toate elementele de disipare a energiei vor fi capabile să susţină forţa asociată cu o viteză sporită cu 30% faţă de viteza de proiectare a elementului de disipare a energiei

b. Dacă într-o direcţie principală la orice nivel al clădirii sunt prevăzute mai puţin de patru elemente de disipare a energiei, sau sunt prevăzute mai puţin de două elemente amplasate de o parte şi de alta a centrului de rigiditate al nivelului în direcţia considerată, toate elementele de disipare a energiei vor fi capabile să susţină forţa asociată cu o viteză dublă faţă de viteza de proiectare a elementului de disipare a energiei.

(3) Factorii de comportare q pentru clădirile reabilitate seismic folosind elemente de disipare a energiei seismice se vor lua conform prevederilor din P100-1/2004 şi P100-3/2006, considerând tipologia structurală a clădirii neechipate cu elemente de disipare a energiei.

8 - 4

(4) Folosirea elementelor de disipare a energiei seismice este recomandată şi eficientă în cazul clădirilor flexibile deoarece amortizarea suplimentară este activată de vitezele relative între capetele elementelor de disipare a energiei, viteze relative ce cresc odată cu creşterea flexibilităţii structurii.

(5) Sporirea fracţiunii de amortizare critică este eficientă şi pentru evitarea fenomenului de amplificare puternică a răspunsului seismic provocat de rezonanţa între perioada de vibraţie a structurii şi perioada predominantă a mişcării terenului în amplasamentul clădirii în timpul mişcărilor seismice puternice.

(6) Fracţiunea de amortizare critică adiţională indusă de elementele de disipare a energiei nu va depăşi 30% pentru modul fundamental de vibraţie al clădirii. Valori mai mari ale fracţiunii de amortizare critică nu mai sunt eficiente din punct de vedere tehnic si economic pentru reducerea răspunsului seismic al clădirii.

Modelarea elementelor de disipare a energiei

(1) Elementele de disipare a energiei dependente de viteză (de tip vâscos) introduse în elementele structurale vor fi modelate folosind modelul Maxwell în care componenta vâscoasă (amortizorul) este legată în serie cu componenta elastică (resortul).

(2) Forţele ce se produc în elementele de disipare a energiei de tip vâscos sunt dependente de viteza relativă pe direcţie axială între cele două capete ale elementelor. Forţa dezvoltată în elementele de disipare a energiei de tip vâscos se calculează cu relaţia (8.1):

αvCF ⋅= (8.1)

unde:

F - forţa de amortizare

v - viteza relativă pe direcţie axială între capetele elementului de disipare a energiei

C – constanta de amortizare

α - constanta exponenţială care, pentru aplicaţii seismice uzuale, are valori cuprinse între 0,3 şi 1,0. Pentru cazul α=1 se consideră o amortizare liniară (element disipativ liniar) în timp ce pentru 1≠α se consideră o amortizare neliniară (element disipativ neliniar).

(3) Atunci când elementele de disipare a energiei sunt folosite în paralel cu elemente de izolare a bazei pentru modelare se foloseşte modelul Kelvin în care componenta vâscoasă (amortizorul) este legată în paralel cu componenta elastică (resortul).

Spectrul de răspuns elastic pentru diferite fracţiuni din amortizarea critică

(1) Spectrul de răspuns elastic pentru o altă fracţiune din amortizarea critică, ξef diferită de cea conventională, ξ0=5% se poate obţine prin utilizarea următoarei relaţii de conversie a ordonatelor spectrale:

( ) ( ) ηξξ ⋅= =≠ %e%efe TSTS 55 0 (8.2)

8 - 5

unde:

Se(T)ξ0 = 5% - spectrul de răspuns elastic pentru componentele acceleraţiei terenului în amplasament corespunzător fracţiunii din amortizarea critică convenţională, ξ0=5%

Se(T)ξef≠5% - spectrul de răspuns elastic pentru componentele acceleraţiei terenului în amplasament corespunzător unei alte fracţiuni din amortizarea critică, ξef ≠ 5%

η - factorul de corecţie ce tine cont de amortizare, determinat cu relaţia (8.3):

5505

10 ,ef

≥+

=ξ

η (8.3)

(2) In cazul proiectării soluţiilor de reabilitare seismică a clădirilor care utilizează sisteme de disipare a energiei, fracţiunea din amortizarea critică ξef este determinată cu relaţia (8.4):

sef ξξξ += 0 (8.4)

unde ξs este fracţiunea din amortizarea critică adiţională (suplimentară), exprimată în procente, ce cuantifică amortizarea vâscoasă provenită din utilizarea elementelor vâscoase de disipare a energiei şi ξ0 este fracţiunea din amortizarea critică pentru structura neechipată cu sisteme de disipare a energiei, considerată 5%.

(3) Fracţiunea din amortizarea critică adiţională (suplimentară) se determină cu relaţia (8.5):

S

Ds E

Eπ

ξ21

= (8.5)

unde ES este energia maximă de deformaţie elastică a sistemului structural într-un ciclu de mişcare şi ED este energia disipată într-un ciclu de mişcare prin amortizare vâscoasă provenită din utilizarea elementelor vâscoase de disipare a energiei, figura 8.5.

Forta

Deplasare

ED

ES

Figura 8.5. Energia disipată prin amortizare vâscoasă într-un ciclu de mişcare, ED şi

energia maximă de deformaţie elastică, ES

Cerinţe suplimentare

8 - 6

(1) Prin proiectare se va demonstra că introducerea sistemelor de disipare a energiei nu conduce la formarea unui mecanism plastic defavorabil pentru clădirile reabilitate seismic.

(2) Calculul structural al clădirii reabilitate seismic va ţine cont de eventualele modificări în relaţiile forţă-viteză-deplasare produse de variaţiile temperaturii ambientale şi de ridicarea temperaturii elementelor de disipare a energiei în timpul cutremurului.

(3) Prin proiectare se va asigura spaţiul de acces pentru inspecţia şi eventuala înlocuire a elementelor de disipare a energiei.

(4) Pentru clădirile reabilitate seismic cu elemente de disipare a energiei este necesară revizuirea proiectului de către un grup de ingineri independenţi ce va cuprinde persoane cu experienţă în analiza seismică, în teoria şi aplicaţiile metodelor de disipare a energiei. In procesul de revizuire al proiectului se vor considera următoarele aspecte: - Proiectarea preliminară, inclusiv dimensionarea elementelor de disipare a energiei - Testarea prototipurilor conform paragrafului 8.2.7.13 - Proiectul final al clădirii reabilitate şi notele de calcul.

(5) Proiectantul va stabili un program de mentenanţă şi de testare a elementelor de disipare a energiei în vederea asigurării unui răspuns performant al acestora pe durata de serviciu proiectată. Prin programul de testare se va lua în considerare fenomenul de oboseală a elementelor de disipare a energiei şi/sau a componentelor acestora. Oboseala se poate manifesta la un număr redus de cicluri, în cazul acţiunii cutremurului, sau la un număr mare de cicluri, în cazul acţiunii vântului.

(6) Testele vor fi efectuate pentru a: - confirma caracteristicile de amortizare şi relaţiile forţă-viteză-deplasare a

elementelor de disipare a energiei folosite în proiectare - demonstra robusteţea elementelor la excitaţii seismice extreme.

(7) Proiectantul va stipula criterii de acceptanţă explicite pentru valorile caracteristicilor de amortizare obţinute din teste. Aceste criterii vor reflecta valorile considerate in proiectare, vor ţine cont de variaţiile posibile ale proprietăţilor de material şi vor furniza valori limită ale răspunsului în afara cărora elementele de disipare a energiei vor fi considerate necorespunzătoare.

(8) Testele se vor realiza pe prototipuri ale elementelor de disipare a energiei. Procedurile de fabricaţie şi procedurile de control ale calităţii folosite în fabricarea prototipurilor vor fi identice cu cele folosite în fabricarea elementelor de disipare a energiei.

(9) Testarea prototipurilor se va face pentru fiecare tip de element de disipare a energiei şi pentru un număr minim de două elemente în mărime naturală din fiecare tip. Un tip de element de disipare a energiei este definit de forţa vâscoasă maximă capabilă, de constanta de amortizare, de exponentul vitezei şi de deplasarea pe direcţie axială maximă capabilă între capetele elementului de disipare a energiei. Prototipurile testate nu vor fi folosite în procesul de construcţie fără aprobarea scrisă a proiectantului.

(10) Relaţia forţă-deplasare-timp pentru fiecare ciclu de testare va fi achiziţionată digital şi va fi înregistrată electronic.

(11) Secvenţele de testare ale prototipurilor cuprind:

8 - 7

- Fiecare element testat va fi încărcat cu un număr de cicluri egal cu cel aşteptat pe durata de serviciu a clădirii din acţiunea vântului luată cu valoarea de calcul, dar nu mai puţin de 2000 de cicluri complete de încărcare-descărcare la amplitudini ale deplasării aşteptate din acţiunea vântului cu valoare de calcul; frecvenţa de încărcare va fi egală cu inversul perioadei fundamentale a clădirii reabilitate, f1

- Fiecare element testat va fi încărcat cu 20 de cicluri complete de încărcare-descărcare la amplitudini ale deplasării aşteptate în timpul cutremurului de proiectare; frecvenţa de incărcare va fi egală cu inversul perioadei fundamentale a clădirii reabilitate, f1.

(12) Dacă relaţia forţă-deplasare a elementelor de disipare a energiei se modifică cu mai mult de 15% atunci când frecvenţa de testare f1 se modifică de la 0,5 f1 la 2,0 f1, testele de la paragraful 9.2.7.11 se vor efectua la frecvenţe egale cu 0,5 f1, f1 şi 2,0 f1.

(13) Performanţa prototipurilor testate este considerată satisfăcătoare dacă sunt indeplinite următoarele condiţii:

- Pentru fiecare test efectuat conform paragrafului 8.2.7.11, forţa maximă pentru un prototip şi pentru orice ciclu nu diferă cu mai mult de 15% faţă de forţa maximă calculată ca medie din toate ciclurile de testare ale prototipului. Notă – limita de 15% poate fi crescută cu acordul proiectantului dacă se demonstrează prin calcul că aceasta nu are un efect defavorabil asupra răspunsului clădirii reabilitate seismic;

- Pentru fiecare test efectuat conform paragrafului 8.2.7.11, aria buclei de histerezis ED pentru un prototip şi pentru orice ciclu nu diferă cu mai mult de 15% faţă de aria buclei de histerezis calculată ca medie din toate ciclurile de testare ale prototipului. Notă – limita de 15% poate fi crescută cu acordul proiectantului dacă se demonstrează prin calcul că aceasta nu are un efect defavorabil asupra răspunsului clădirii reabilitate seismic;

- Sunt îndeplinite criteriile de acceptanţă stabilite conform paragrafului 8.2.7.7.