Expertizarea şi consolidarea structurilor din beton armat pentru construcţii civiledin beton armat pentru construcţii civile,
industriale şi agricole
Cursul 9
1
CONSOLIDAREA STRUCTURILOR CUCONSOLIDAREA STRUCTURILOR CU PEREŢI DE BETON ARMAT
A. Posibile deficienţe de sistemi. Rezistenţă insuficientă la forţe laterale
Acest tip de deficienţă apare la multe construcţii de tip dual. Sporirea rezistenţei laterale de ansamblu a structurii se poate
realiza prin măsuri cum sunt: introducerea unor pereţi suplimentari, cu sporireaintroducerea unor pereţi suplimentari, cu sporirea
corespunzătoare a capacităţii fundaţiilor; consolidarea pereţilor existenţi şi a grinzilor de cuplare; izolarea seismică a bazei.
2
CONSOLIDAREA STRUCTURILOR CUCONSOLIDAREA STRUCTURILOR CU PEREŢI DE BETON ARMAT
A. Posibile deficienţe de sistemii. Insuficientă rigiditate laterală
O asemenea deficienţă poate apărea la structuri cu pereţi dispuşi l di t ţ ila distanţe mari.
Ca şi în cazul deficienţelor de rezistenţă, remedierea acestei deficienţe se realizează fie prin introducerea de pereţip psuplimentari, fie prin mărirea secţiunilor pereţilor existenţi şi a altor elemente structurale ale construcţiei.
Sporul de rigiditate trebuie să fie suficient pentru ca cerinţele Sporul de rigiditate trebuie să fie suficient pentru ca cerinţele seismice să nu depăşească capacitatea de deformare post-elasticăa elementelor care nu se consolidează.ÎÎn caz contrar, trebuie aplicate măsuri specifice pentru creşterea proprietăţilor de deformare ale acestora.
3
CONSOLIDAREA STRUCTURILOR CUCONSOLIDAREA STRUCTURILOR CU PEREŢI DE BETON ARMAT
A. Posibile deficienţe de sistemiii. Configuraţia structurală neregulată
a) pereţi discontinui pe verticală Măsuri de intervenţie posibile: introducerea de pereţi suplimentari, eventual completarea
peretelui la nivelul unde intervine discontinuitatea;peretelui la nivelul unde intervine discontinuitatea; întărirea stâlpilor de sub pereţii întrerupţi.
De multe ori, aceste măsuri trebuie însoţite de măsuri de îmbunătăţire a legăturii elementelor verticale ale structurii cu diafragmele orizontale (planşeele).
4
CONSOLIDAREA STRUCTURILOR CUCONSOLIDAREA STRUCTURILOR CU PEREŢI DE BETON ARMAT
A. Posibile deficienţe de sistemiii. Configuraţia structurală neregulată
b) niveluri slabe sau flexibile Măsurile de intervenţie au în vedere, în acest caz, mărirea
rezistenţei sau/şi a rigidităţii laterale a nivelului slab.c) colţuri intrânde sau goluri mari în planşeuc) colţuri intrânde sau goluri mari în planşeu
Dacă este acceptabil, se poate completa total sau parţial suprafaţa planşeului sau se prevăd armături de centură, adecvat
t t b d l il l i t â dancorate, pentru bordarea golurilor sau a zonelor intrânde.d) dispoziţii de pereţi la care centrul de rigiditate sau centrul de
rezistenţă, sunt puternic excentrice faţă de centrul maselor În această situaţie, intervenţia structurală va urmări corectarea
acestei deficienţe prin introducerea unor pereţi de echilibrare.5
CONSOLIDAREA STRUCTURILOR CUCONSOLIDAREA STRUCTURILOR CU PEREŢI DE BETON ARMAT
A. Posibile deficienţe de sistemiv. Traseu întrerupt al încărcărilor către
terenul de fundare În construcţiile existente, cu precădere în cele vechi, pot apărea
numeroase tipuri de situaţii în care este afectată continuitatea fluxului de încărcări către baza construcţiei.fluxului de încărcări către baza construcţiei.De exemplu, absenţa elementelor care asigură colectarea încărcărilor inerţiale din planşee şi a elementelor de conectare î t l i ţiîntre planşee şi pereţi.În asemenea situaţii, se introduc, în planşee şi la interfaţa dintre acestea şi pereţii de beton armat, centuri şi elemente noi de conectare, realizate cu diferite tehnici.
6
CONSOLIDAREA STRUCTURILOR CUCONSOLIDAREA STRUCTURILOR CU PEREŢI DE BETON ARMAT
B. Posibile deficienţe de alcătuire a l l lelementelor structuralei. Insuficientă rezistenţă la încovoiere a pereţilor
→ Remediul constă în cămăşuiri din beton armat cu armături verticale continue (mai rar cu piese de oţel sau polimeri armaţi)polimeri armaţi).
ii. Insuficientă rezistenţă la forţa tăietoare a pereţilor→ Remediul constă în cămăşuirea inimii pereţilor cu beton→ Remediul constă în cămăşuirea inimii pereţilor cu beton
armat monolit, plăci de oţel sau polimeri armaţi cu fibre.
→ În anumite situaţii, la pereţii cu suprarezistenţă excesivă la ţ , p ţ p ţîncovoiere, se poate reduce cerinţa de solicitare la forţa tăietoare fragmentând pereţii prin şliţuri verticale adecvate.7
CONSOLIDAREA STRUCTURILOR CUCONSOLIDAREA STRUCTURILOR CU PEREŢI DE BETON ARMAT
B. Posibile deficienţe de alcătuire a l l lelementelor structuraleiii. Rezistenţă insuficientă a grinzilor de cuplare la
moment încovoietor şi/sau la forţă tăietoare→ Se impune cămăşuirea cu diverse materiale, după caz, beton armat polimeri armaţi cu fibre sau piese metalicebeton armat, polimeri armaţi cu fibre, sau piese metalice. → În cazul unor grinzi de cuplare grav degradate în urma cutremurului, o soluţie raţională este demolarea şi returnarea
îlor cu armări îmbunătăţite.
iv. Insuficientă capacitate de deformare a pereţilorR di tă î d lt ţi il î i l l→ Remedierea constă în dezvoltarea secţiunilor, în special la
capetele pereţilor, prin cămăşuirea bulbilor şi, în general, a zonelor de la extremităţile secţiunilor. 8
CONSOLIDAREA STRUCTURILOR CUCONSOLIDAREA STRUCTURILOR CU PEREŢI DE BETON ARMAT
B. Posibile deficienţe de alcătuire a l l lelementelor structuralev. Deficienţele de alcătuire a planşeelor
a) absenţa unor centuri, suficient dezvoltate, de bordare a marginilor planşeelor sau a golurilor de dimensiuni mari În asemenea cazuri se completează planşeele existente cu În asemenea cazuri se completează planşeele existente cu
elemente realizate din beton armat, piese de oţel, sau fâşii din FRP, capabile să preia solicitările aferente.
b) legături slabe la interfaţa planşeu-pereţi, incapabile să transfere lunecările care apar la limita dintre acestea Sporul de capacitate necesar acestor legături se realizează p p g
cu ancore de diverse tipuri, piese din cornier etc.9
CONSOLIDAREA STRUCTURILOR CUCONSOLIDAREA STRUCTURILOR CU PEREŢI DE BETON ARMAT
B. Posibile deficienţe de alcătuire a l l lelementelor structuralev. Deficienţele de alcătuire a planşeelor
c) lipsa unor legături eficiente între elementele prefabricatecare să asigure comportarea acestor planşee ca diafragme Soluţia optimă de consolidare o constituie turnarea peste Soluţia optimă de consolidare o constituie turnarea peste
elementele prefabricate a unui strat de beton suficient de gros (funcţie de deschiderea planşeului), armat adecvat.
10
CREŞTEREA REZISTENŢEI LACREŞTEREA REZISTENŢEI LA ÎNCOVOIERE A PEREŢILOR
Creşterea capacităţii de rezistenţă la încovoiere a pereţilor se realizează prin introducerea unor cămăşi/elemente noi de p şbeton armat sau de oţel, în special la extremităţi.
În această situatie este necesară realizarea continuităţii pe verticală a elementelor nou introduse ceea ce presupune spargerea locală a elementelor orizontale (plăci şi/sau grinzi) întâlnite pe înălţimea peretelui.întâlnite pe înălţimea peretelui.
Se pot aplica şi soluţii în care grinzile să fie ocolite, spargerea acestora fiind evitată.
În situaţiile în care sporirea rezistenţei la încovoiere duce la creşterea forţei tăietoare de proiectare peste capacitatea elementelor vor fi necesare şi măsuri de sporire a rezistenţei laelementelor, vor fi necesare şi măsuri de sporire a rezistenţei la forţa tăietoare.
11
CREŞTEREA REZISTENŢEI LACREŞTEREA REZISTENŢEI LA ÎNCOVOIERE A PEREŢILOR
element nou din b.a
perete existent pfără bulbi
perete existent
element nou din b.a
cămăşi de b.a. continue pe înălţime perete existent cu
bulbi
12Adăugarea unor bulbi din beton armat sau mărirea celor existenţi
CREŞTEREA REZISTENŢEI LACREŞTEREA REZISTENŢEI LA ÎNCOVOIERE A PEREŢILOR
plăci de oţel
spaţiu umplut cu
perete existent cu bulbi
spaţiu umplut cu mortar matat sau răşini epoxidice
corniere corniere
perete existent cu bulbi
corniere de oţel continue pe înălţime
13Adăugarea la colţurile bulbilor a unor corniere rigidizate orizontal cu benzi din oţel
CREŞTEREA REZISTENŢEI LACREŞTEREA REZISTENŢEI LA ÎNCOVOIERE A PEREŢILOR
benzi de oţel pentru sporirea capacităţii la forţă tăietoare
placă de oţel placă de oţel p ţcontinuă pe
înălţime
p ţcontinuă pe
înălţime
14Adăugarea unor plăci din oţel la extremităţile peretelui
aderenţă realizată cu răşini epoxidice
conectori
CREŞTEREA DEFORMABILITĂŢIICREŞTEREA DEFORMABILITĂŢII (CREŞTEREA DUCTILITĂŢII)
Creşterea capacităţii de deformare post-elastică se face prin confinarea zonelor de capăt ale pereţilor, introducând p p ţ ,cămăşi de beton armat, oţel sau polimeri armaţi cu fibre (FRP).
Pentru ca aceste intervenţii să nu producă şi sporirea rezistenţei la încovoiere (şi, implicit, a forţei tăietoare de proiectare asociate) este necesar să se întrerupăproiectare asociate) este necesar să se întrerupăcontinuitatea pe verticală a cămăşii prin prevederea unor rosturi de cca. 50 mm între extremităţile cămăşii şi planşeele î i tînvecinate.
15
CREŞTEREA DEFORMABILITĂŢIICREŞTEREA DEFORMABILITĂŢII (CREŞTEREA DUCTILITĂŢII)
spaţiu liber
5050 mm
perete existent cu bulbicămăşi de
beton armat
16Confinarea zonelor de capăt prin cămăşi discontinue de beton armat
CREŞTEREA DEFORMABILITĂŢIICREŞTEREA DEFORMABILITĂŢII (CREŞTEREA DUCTILITĂŢII)
spaţiu liber
50 mm
corniere şi plăci din oţel
perete existent cu bulbi
17Confinarea zonelor de capăt prin cămăşi discontinue din elemente de oţel
CREŞTEREA DEFORMABILITĂŢIICREŞTEREA DEFORMABILITĂŢII (CREŞTEREA DUCTILITĂŢII)
benzi de oţel benzi de oţelperete existent fără bulbiperete existent fără bulbi
18Confinarea zonelor de capăt ale pereţilor fără bulbi la extremităţi
conectori
CREŞTEREA REZISTENŢEI LACREŞTEREA REZISTENŢEI LA FORŢĂ TĂIETOARE
Capacitatea la forţă tăietoare se majorează prin consolidarea inimii pereţilor cu cămăşi din beton armat, oţel sau FRP.p ţ ş , ţ
Pentru a se evita sporirea capacităţii la încovoiere şi a forţei tăietoare de proiectare este necesar ca elementele nou introduse să nu aibă continuitate pe înălţime. Acestea se vor întrerupe la nivelul planşeelor. Se recomandă prevederea unor rosturi de 50 mm la partea superioară şi inferioară.unor rosturi de 50 mm la partea superioară şi inferioară.
Funcţie de necesarul de rezistenţă sau de constrângerile tehnologice şi arhitecturale, poate fi necesar să se cămăşuiască una sau ambele feţe ale peretelui.
Indiferent de soluţia aleasă pentru cămăşuire, elementele nou introduse trebuiesc ancorate adecvat de zonele de capăt aleintroduse trebuiesc ancorate adecvat de zonele de capăt ale pereţilor.
19
CREŞTEREA REZISTENŢEI LACREŞTEREA REZISTENŢEI LA FORŢĂ TĂIETOARE
perete cămăşuit cu beton armat pe ambele feţe
conectori
p ş p ţ
(a)
perete cămăşuit cu beton armat pe o singură faţăconectori
20Cămăşuirea inimii peretelui cu beton armat
(b)
CREŞTEREA REZISTENŢEI LACREŞTEREA REZISTENŢEI LA FORŢĂ TĂIETOARE
benzi din tablă de oţel pe o singură faţă pentru sporirea rezistenţei la forţă tăietoare
benzi din tablă de oţel pe ambele feţe pentru sporirea rezistenţei la forţă tăietoare
21Cămăşuirea inimii peretelui cu benzi de oţel(a) (b)
CREŞTEREA REZISTENŢEI LACREŞTEREA REZISTENŢEI LA FORŢĂ TĂIETOARE
FRP
150 mm(a)
colţ rotunjit R30 mm
FRP
150 mm 150 mmcolţ rotunjit R30 mm(b)
22Cămăşuirea inimii peretelui cu FRP
FRPancore mecanice(c)
CREŞTEREA REZISTENŢEI LACREŞTEREA REZISTENŢEI LA FORŢĂ TĂIETOARE
placăSecţiune A-A
APlacă existentă de beton armat ancoră din fibre
cămaşă FRP
A B BGol de uşă
Benzi de FRP cu fibrele orientate
vertical
Benzi de FRP cu fibrele orientate
orizontal
cămaşă FRP
grindă existentă
colţ rotunjit
Perete existent perpendicular
Gol de uşă
Bulb existent de beton
armat
ancoră dinfibre colţ rotunjit
ancoraj straturi
Secţiune B-B
Detaliu de ancorare a benzilor de FRPELEVAŢIE
perete
jFRP
23Cămăşuirea cu FRP a peretelui şi a grinzii de cuplare
rotunjire realizată cu răşină
CREŞTEREA REZISTENŢEI LACREŞTEREA REZISTENŢEI LA FORŢĂ TĂIETOARE
lungimea de înglobare
Conector FRP(rozeta de fibre)
primul strat FRP
ultimul strat FRP
perete extinderea ancorajului
conector FRP
colţ rotunjit
24Poziţionarea rozetei FRP utilizată pentru ancorarea foilor de FRP
CREŞTEREA CAPACITĂŢII DECREŞTEREA CAPACITĂŢII DE CUPLARE A PEREŢILOR
Cuplarea pereţilor poate fi îmbunătăţită fie prin consolidarea grinzilor de cuplare existente, fie prin introducerea unor g p , pgrinzi de cuplare noi.
Consolidarea grinzilor de cuplare poate fi făcută pentru sporirea capacităţii de rezistenţă la încovoiere, a capacităţii de rezistenţă la forţă tăietoare şi/sau pentru sporirea deformabilităţii.deformabilităţii.
Soluţia obişnuită este ataşarea unei grinzi de cuplare la cea existentă şi conectarea prin ancore cu aderenţă a celor două elemente. Această soluţie face necesară îngroşarea locală a pereţilor pentru ancorarea barelor din grindă.Introducerea de grinzi de cuplare noi este recomandată în Introducerea de grinzi de cuplare noi este recomandată în cazul structurilor cu pereţi şi planşee dală.
25
CREŞTEREA CAPACITĂŢII DECREŞTEREA CAPACITĂŢII DE CUPLARE A PEREŢILOR
perete existent
A gol de turnare
A-A
gaură forată carcase
înclinate
grindă nouă A ancoră din oţel beton
1,5 la
zonă de ancoraj ataşată peretelui
26Cămăşuirea grinzii de cuplare cu o inimă de beton armată cu carcase diagonale
Notă: În elevaţie nu se reprezintă decât armătura principală a grinzii noi.
CREŞTEREA CAPACITĂŢII DECREŞTEREA CAPACITĂŢII DE CUPLARE A PEREŢILOR
perete existent A-A A gol de turnare
gaură forată
grindă de cuplare nouă ≥ 200 A ancoră din
ţ l b t1,5 la
Notă: Dacă se iau măsuri de sprijinire provizorie a plăcii, grinda nouă se poate executa cu
oţel betonZonă de ancoraj ataşată
peretelui
27Cămăşuirea grinzii de cuplare cu o inimă de beton armată ortogonal
Notă: Dacă se iau măsuri de sprijinire provizorie a plăcii, grinda nouă se poate executa cu înălţimea grinzii existente prin realizarea unui gol continuu în placă
CREŞTEREA CAPACITĂŢII DECREŞTEREA CAPACITĂŢII DE CUPLARE A PEREŢILOR
goluri de turnare
perete existent
A-A
găuri forate
p
A B
≥ 100mm
goluri de turnare
A
B-B
B
grindă de cuplare nouă
zonă de ancoraj
28Introducerea unei grinzii de cuplare noi la o structură cu pereţi şi planşee dală
jataşată peretelui
Top Related