Expertizarea Si Con Solid Area Cladirilor Existente - Partea a Doua

8/9/2019 Expertizarea Si Con Solid Area Cladirilor Existente - Partea a Doua

1/56


2/56

Etapa 1:

Cladirea care trebuie expertizata Beneficiar unic sau asociatie de proprietari

Certificatul de urbanism solicita realizarea unei expertize

Cauze:

Varsta cladirii

Schimbarea de destinatie

Extindere:

Pe orizontala si/sau Pe verticala

Demolarea/realizarea unor pereti

Construire la calcan


3/56

Etapa 2:

Cladirea care trebuie expertizata Lucrarea se poate realiza:

Prin licitatie

Prin incredintare directa

Coduri de proiectare: P100-92 Capitolele 11 si 12 modificate in 1996

P100-3 / Cod de evaluare si proiectare a lucrrilor deconsolidare la cldiri existente, vulnerabile seismic vol. 1 Evaluare

P100-3 / Cod de evaluare si proiectare a lucrrilor deconsolidare la cldiri existente, vulnerabile seismic vol. 2 Consolidare

Toate celelalte coduri valabile pentru cladiri noi


4/56

Etapa 3:

Obligatiile beneficiarului: Certificatul de urbanism care sa solicite realizarea unei

expertize asupra cladirii respective avand una dintre cauzelementionate

Consultari privind comportarea cladirii in timp, la eventuale

seisme si cu privire la posibile interventii suferite in timp Planurile cladirii existente sau accesul in fiecare incapere a

cladirii in scopul realizarii unor relevee de arhitectura si destructura si unor incercari nedistructive care sa permitadeterminarea pozitiei elementelor structurale, a calitatii

materialelor puse in opera Studiul geotehnic pe amplasament

Adoptarea uneia dintre eventualele solutii de punere insiguranta rezultata in urma expertizarii


5/56

Etapa 4:

Obligatiile expertului: Verificarea cerintelor reiesite din Certificatul de Urbanism sicorelarea acestora cu cazul in studiu si cu solicitareabeneficiarului

Realizarea releveelor de arhitectura si rezistenta pentrucladirea care face obiectul expertizei

Realizarea de incercari nedistuctive pe amplasament Realizarea calculelor necesare in concordanta cu normele in

vigoare Evaluarea gradului nominal de asigurare al cladirii (seismic si

gravitational)

Incadrarea cladirii intr-o clasa de risc seismic. Propunerea a doua solutii de consolidare din care una

minimala si alta maximala, in functie de gradul nominal deasigurare si clasa de risc seismic in care cladirea a fostincadrata.


6/56

Clasa deimportanta

Tipuri de cladiri I Rmin

I Cldiri cu funciuni eseniale, a cror integritate pe durata cutremureloreste vital pentru protecia civil: staiile de pompieri i sediile poliiei;spitale i alte construcii aferente serviciilor sanitare care sunt dotate cusecii de chirurgie i de urgen; cldirile instituiilor cu responsabilitate ngestionarea situaiilor de urgen, n aprarea i securitatea naional;staiile de producere i distribuie a energiei i/sau care asigur serviciieseniale pentru celelalte categorii de cldiri menionate aici; garajele devehicule ale serviciilor de urgen de diferite categorii; rezervoare de ap istaii de pompare eseniale pentru situaii de urgen; cldiri care coningaze toxice, explozivi i alte substane periculoase.

1.40 0.70

II Cldiri a cror rezisten seismic este important sub aspectul

consecinelor asociate cu prbuirea sau avarierea grav:cldiri de locuit i publice avnd peste 400 persoane n aria totalexpusspitale, altele dect cele din clasa I, i instituii medicale cu ocapacitate de peste 150 persoane n aria total expuspenitenciareaziluri de btrni, creecoli cu diferite grade, cu o capacitate de peste 200 de persoane naria total expusauditorii, sli de conferine, de spectacole cu capaciti de peste 200de persoanecldirile din patrimoniul naional, muzee etc.

1.20 0.60

III Cldiri de tip curent, care nu aparin celorlalte categorii 1.00 0.50

IV Cldiri de mic importan pentru sigurana public, cu grad redus deocupare i/sau de mic importan economic, construcii agricole,locuine unifamiliale.

0.80 0.50


7/56

Grupe tipologice: Cladiri ante-belice - realizate inainte de 1900-1920:

Cod de proiectare DIN 1045 fara calcule seismice Structura: pereti de zidarie de cpp Plansee:

Lemn Grinzi metalice si corpuri de umplutura (caramida, beton simplu) Bolti si arce din zidarie

Fundatii din zidarie

Cladiri interbelice - realizate in perioada 1920-1948: Cod de proiectare DIN 1045 fara calcule seismice Structura:

Pereti din zidarie de cpp Schelet din beton armat (grinzi si stalpi) si cu zidarie de umplutura (cpp sau

caramizi cu goluri)

Plansee: Lemn Grinzi metalice si corpuri de umplutura (caramida, beton simplu) Plansee din beton armat

Fundatii din beton simplu


8/56

Grupe tipologice: Cladiri post-belice - realizate in perioada 1948-1962

Pre-coduri cu ceva influente de calcule antiseismice

Structura:

Pereti din zidarie de cpp

Schelet din beton armat (grinzi si stalpi) si cu zidarie de umplutura (cpp sau caramizi cugoluri)

Pereti din beton armat

Elemente prefabricate din b.a.

Plansee: Plansee din beton armat monolite sau prefabricate

Fundatii din beton simplu sau beton armat

Cladiri de tip P13 P13-63 si P13-70 pana in 1977

Standarde si norme + primele coduri de proiectare antiseismica P13-63 si P13-70

Structura:

Pereti din zidarie de cpp simpla sau confinata Cadre din b.a. Monolite si/sau prefabricate


Elemente prefabricate din b.a.

Plansee:

Plansee din beton armat monolite sau prefabricate



9/56

Grupe tipologice: Cladiri de tip P100:

Standarde si norme+ coduri de proiectare antiseismica de tip P100 P100-78, P100-82, P100-92

Structura:

Pereti din zidarie de cpp u sau fara confinare

Cadre din beton armat monolite si/sau prefabricate


Elemente prefabricate din b.a. Plansee:

Plansee din beton armat monolite sau prefabricate


P100-92 primul cod in care s-a introdus si problematica cladirilor existente inCapitolele 11 si 12. Acestea au fost imbunatatite in 1996

P100-06 partea a III-a va contine evaluarea si consolidarea cladirilor existente


10/56

Harti de zonare seismica:

STAS 2923 -1952


11/56

STAS 2923 -1963 P13-63


12/56

Coeficienti b P13


13/56

STAS 11100/1-77


14/56

Coeficienti b P100-78


15/56

STAS 11100/1-93


16/56

Coeficienti b P13-70 si P100-92


17/56

Zonarea teritoriului Romanieiin termeni de valori de vrf ale acceleraiei terenului pentru proiectare ag

pentru cutremure avand intervalul mediu de recurent IMR = 100 ani


18/56

Zonarea teritoriului Romniei

n termeni de perioada de control (col),TC

a spectrului de raspuns


19/56

Coeficienti b Tc=0.70 sec


20/56



21/56



22/56

Coeficienti b Tc=0.70 sec surse crustale BANAT


23/56


0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00

b

T (sec.)

P13-63 P13-70 P100-78 P100-92 P100-06


24/56

Coeficienti b Tc=0.70 sec surse crustale BANAT

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00

b

T (sec.)

P13-63 P13-70 P100-78 P100-92 P100-06


25/56


0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00

b

T (sec.)

P13-63 P13-70 P100-78 P100-92 P100-06


26/56


0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00

b

T (sec.)

P13-63 P13-70 P100-78 P100-92 P100-06


27/56

5.2. PREZENTARE DE SINTEZA PRIVIND CLADIRILE CONSTRUITE INAINTE DE1948 CU STRUCTURA DE REZISTENTA DIN STALPI SI GRINZI DIN BETON

ARMAT.

In cazul grupei tipologice a cladirilor construite inainte de 1948, caracterizata prinlipsa documentatiei initiale, pe baza unui numar important de blocuri expertizate sau

pentru care s-au facut studii de caz, au fost identificate aspecte cu caracter de generalitatecorespunzatoare proiectarii in perioada respectiva si elaborata o metodologie pentruexpertizarea si consolidarea constructiilor existente.

5.2.1. NEREGULARITATI ARHITECTONICE CARACTERIZATE DE:

forma terenului de amplasament;

conditiile de sistematizare inainte de razboi:

procentul (%) construit din suprafata terenului (Aconstruita / Ateren ): in functie de gradulde ocupare al terenului cladirile se realizau cu :

1,2,3 laturi de tip calcan datorate vecinatatilor;

expunerea dubla a cladirii cu retragere a calcanelor pe inaltime ;

curti de lumina;

numar de niveluri;

retrageri in gabarite;

existenta bowindourilor incepand cu etajul 1 pentru a majora suprafata nivelurilor;

alcatuirea peretilor: zidarie de caramida plina presata de 28 cm, 14 cm si 7 cm, si zidarieamericana (uneori) la fatade


28/56


29/56

5.2.2. REZEMARI MULTIPLE ALE GRINZILOR SIREZEMARI DE STALPI PE GRINZI

neregularitatile arhitecturale conduc practic si inevitabil la

neregularitati structurale configuratia structurala in plan (dispunerea stalpilor si

grinzilor) era puternic influentata de forma terenului sidispozitia functionala (dispunerea scarilor, camerelor si de

vecinatati, care impuneau rezolvari cu calcane , curti delumina);

parte din grinzile principale pot rezema fie direct pestalpi, fie in imediata apropiere a stalpului sau in campulunei grinzi de pe alta directie; se reduce astfel numarul delegaturi de tip grinda - stalp;

fundatiile: fundatii continui pe contur : de regula pereti din beton

simplu sau zidarie mixta cu stalpii opriti la cota 0.00 peun cuzinet;

fundatii interioare izolate , in general de tip obelisc


30/56

5.2.3. CARACTERISTICILE METODOLOGIEI DE CONFORMARESTRUCTURALA ALE PERIOADEI DINAINTE DE 1948.

In acea perioada nu existau prescriptii nationale pentru proiectare si

nici coduri romanesti. Caracteristici structurale ale acestei grupetipologice, privind metodologia de proiectare din perioada respectiva:

Lipsa de cunoastere si de metodologii corecte si complete de proiectarenu I-a oprit pe proiectantii de atunci sa proiecteze aceste cladiricomplicate, cu metode rudimentare si fara rezerve de siguranta;

Sistemele structurale cu stalpi si grinzi nu aveau o configuratie regulataastfel incat sa realizeze cadre spatiale

Structurile au in general multe neregularitati structurale

Metoda Cross a fost formulata pentru cadre cu noduri fixe intr-ocomunicare din 1932. Mai tarziu a fost extinsa si pentru cadre cu noduri

deplasabile Conceptia de cadru era dupa o singura directie (cadre portante)

Grinzile se calculau dupa caz (continue pe 2,3, 4 sau 5deschideri), dupa tabelele din Beton Kalender


31/56

Inginerul facea o dimensionare cu metoda rezistentelor admisibileastfel incat

sef sadm pentru calculul la forta taietoare tef tadm se calculau momentele incovoietoare in camp si pe reazem iar

sectiunea de armatura se calcula cu relatia:

Momentul incovoietor in reazem iar in camp stalpii se dimensionau la compresiune centrica evaluarea eforturilor axiale se realiza multiplicand aria aferenta a unui

stalp cu o incarcare medie pe m2

se luau incarcari reduse in asa fel incat consumurile de beton si otel safie cat mai reduse si sa se incadreze in niste indicatori de piata

consumul de otel in armaturi era limitat la 100Kg/m3 (stalpi, grinzi siplaci) cu grinzile facute cat mai inguste, sectiunea stalpilor cat maimica si placile cat mai subtiri

consumul de beton era de circa 20-25 cm/nivel (dupa 1977 devine 40-45cm cu un consum de armatura de peste 170 kg/m3)

8

2pl

Mr

rc MM )6.04.0(


32/56

aceasta dimensionare se facea sub minimul admisibilpentru proiectarea gravitationala a structurilors

adm=W

28zile/3

armatura verticala se limita la procente minime de 0.5-0.6%


33/56

Caracteristici d.p.d.v. al capacitatii de rezistenta ale elementelorstructurale:

dimensionarile s-au facut numai pentru incarcari gravitationale grinzile au fost calculate ca grinzi continue cu deschideri egale stalpii se dimensionau ca aria de beton supusa la compresiune axiala: armarea longitudinala se facea pe procente reduse de 0.5-0.6% etrierii la stalpi erau f6 la minnim 12f distanta conformarea armaturilor: la grinzi barele drepte inferioare se duceau numai pe latimea

reazemelor la stalpi innadirile prin petrecere erau scurta (20-30 cm) in executie: nu existau betoniere nu se vibrau betoanele calitatea betoanelor era la limita inferioara deoarece deseori retetele de

dozare nu se respectau Placile de planseu aveau in general dimensiunea camerelor si armare pe

doua directii avand grosimea minima lmin/40;


34/56

Grinzile principale au urmarit configuratia peretilor despartitori; Structura de rezistenta a bowindourilor era realizata din: grinzile perpendiculare pe fatada scoase in consola in afara planului

fatadei; grinda paralela cu fatada rezemata pe capul grinzilor in consola; stalpi rezemati pe grinzile in consola si pe grinda paralela cu fatada; intreruperea grinzilor de legatura intre stalpi in planul fatadei pe

lungimea bovindourilor; in loc de o distributie ortogonala a stalpilor pot fi identificate 6-8

directii de distributie; rezemarea stalpilor pe grinzi, in special la etajele superioare care seretrag succesiv fata de planul fatadei nivelurilor curente;

existenta salilor de conferinte si spectacole la nivelurile inferioare (inspecial la parter) au condus la realizarea de grinzi Vierendel care sustin6-8 etaje deasupra;

unul sau 2-3 niveluri de la partea superioara sunt complet din zidariesau se ridica numai o parte din stalpi; nu exista conceptul de cadru planar si cu atat mai mult cadru spatial

antiseismic;


35/56


36/56

5.2.4. CARACTERISTICILE METODOLOGIEI DE PROIECTARECORESPUNZATOARE PERIOADEI DINAINTE DE 1948: METODE DECALCUL, MASURI CONSTRUCTIVE.

Conceptele de proiectare pentru constructiile inalte nu erau diferite fata de celeaplicate la proiectarea constructiilor joase;

Nu existau concepte de proiectare antiseismica;

Calculul eforturilor sectionale se facea numai pentru incarcari gravitationale; M grinzi; Q grinzi; N aferent pentru stalpi ; Eforturile sectionale pentru grinzi erau stabilite in ipoteza de grinda continua cu

incarcari gravitationale; Dimensionarea grinzilor si stalpilor; in lipsa prescriptiilor de proiectare , fiecare inginer calcula cu coeficienti personali de

siguranta; stalpii interiori centrali : s admisibil = 40 kg/ cm2

stalpi marginali: s admisibil = 30 kg/ cm2

stalpi de colt: s admisibil = 20 kg/ cm2

procentele minime totale de armare longitudinala pentru stalpi: 0,5-0,6% functie deraportul dintre dimensiunea minima a sectiunii transversale si lungimea stalpului;

diametrele barelor longitudinale curent folosite 12- 14;

armarea transversala a stalpilor cu etrieri rari: 6 / 15 ; otelul folosit de obicei era otelul comercial cu s admisibil = 1200 kg/ cm2

in general stalpii erau considerati ca fiind comprimati centric; pentru proiectarea fundatiilor se aplica o singura regula: terenul bun de fundatie poate

sa fie incarcat cu 2-3 kg / cm2


37/56


38/56


39/56

Modul de rupere ductil

E caracterizat de QF si un Qydestul de mare astfel

incat Dcap,final=d/x>10 Nu se produce rupere inclinata

Nu se produc tipuri degradari din cauza unor defecte(de proiectare sau executie)

ruperea ductila este favorabila un element are tendinta de rupere ductila cand fisurile

au fost provocate predominant de efectele momentuluiincovoietor

exista riscul de rupere a elementului iar dacaelementul este vertical poate duce la colaps partial sautotal


40/56

Modul de rupere fragil

Se datoreaza Qmax si se poate produce imediat dupa

Qy sau inainte de QF sau Qy Nu are un caracter de deformare post-curgere

fisurile oblice, zone de expulzare a betonului aratatendinta de rupere fragila (forta taietoare provoaca

fisuri oblice in timp ce expulzarea betonului esteprovocata de insuficienta capacitate de ductilitate)

fisurile inclinate arata un efect puternic al forteitaietoare ruperea producandu-se dupa curgere

ruperea fragila este defavorabila


41/56


42/56

dar deoarece Aa=Aa atunci Ia=Ca=Aasy deci N=Cb

deci se poate scrie iar cumrezulta si in final

Capacitatea de ductilitate este invers proportionala cuinaltimea zonei comprimate sau direct proportionala

cu raportul d/x STAS 10107 prescrie o inaltime minima pentru zona

comprimata (x) pentru a asigura o capacitate minimade ductilitate

baa CCNI

zAd

xdNM yay s

15.0

cb bxRCN cRdx

b

b

bd

N

0s

bd

N

cR

d

x0s

0s

cR

x

d


43/56


44/56


45/56


46/56

5 2 6 ASPECTE PRIVIND APLICAREA UNOR MODELE DE CALCUL SI


47/56

5.2.6 ASPECTE PRIVIND APLICAREA UNOR MODELE DE CALCUL SIMETODOLOGII SIMPLIFICATE PENTRU EVALUAREA VULNERABILITATIISEISMICE A CLADIRILOR REALIZATE IN PERIOADA 1920-1948

Tinand cont ca pentru acest tip de cladiri posibilitatea de gasire a documentatieitehnice initiale este practic aproape nula (in unele cazuri, prin consultarea Arhivelor

Statului, se pot gasi unele materiale) si ca releveele de arhitectura si structura sunt inmarea majoritate a cazurilor cele de la care trebuie sa pornim investigatia, atunci inconditiile impuse de benef iciari se regasesc cele referitoare la incercarile nedistructivepentru determinarea claselor de betoane si a pozitiei si diametrelor de armatura.

Incercarile nedistructive nu pot fi realizate, totusi, pentru majoritateacomponentelor structurale deoarece necesita inevitabil decopertarea stratului detencuiala si refacerea ulterioara a acestuia si bineinteles ar duce la cheltuieli foarte maridar mai ales la refuzul beneficiarilor in acordarea posibilitatii de investigare. De aceea incele mai multe cazuri, aceste incercari se realizeaza in zonele de substructura(demisol, subsoluri, etc).

De asemenea, este practic imposibila realizarea pahometriei pentru stabilireapozitiilor si diametrelor de armatura pentru toate componentele structurale de tip stalpisi grinzi (din care unele chiar sunt in spatele unor plafoane false).

Pentru peretii din zidarie, determinarea clasei de caramida si a marcii de mortareste destul de dificila. Apare ca recomandabila extragerea unor caramizi din pereti si deasemenea a mortarului. Determinarea calitatii mortarului poate fi realizata prin analizechimice (se determina cantitatile elementelor componente dintr-o unitate de volum sifunctie de aceasta reteta se poate gasi marca de mortar). Insa din acest punct de vedereincercarea este mai mult sau mai putin nedistructiva

Programelede calcul avute la dispozitie de executant sunt determinante in


48/56

Programele de calcul avute la dispozitie de executant sunt determinante inalegerea modelelor si metodologiilor de calcul. In cazul in care se dispune deprograme performante de calcul spatial elastic si/sau inelastic, atunci se potrealiza, practic modele de calcul structural complexe si complete (e adevarat cuo munca deosebit de laborioasa) care sa ofere raspunsuri de sistem

, subsisteme, elemente si componente structurale.

In majoritatea cazurilor, aceste programe sunt destinate cu predilectiecercetarii (NASTRAN, COSMOS/M, ANSYS, ADINA, ABAQUS,etc) si atuncimodelarea atat a structurii cat si a actiunii seismice conduce la o munca practicnejustificata pentru cazurile de investigare curente. Pot fi utilizate, desigur, si

programe elastice de calcul spatial (SAP2000, ETABS, IMAGES3D, CASE, ASTADIS, etc) dar rezultatele oferite chiar in conditiile ipotezei despatialitate, nu aduc lamuriri precise in privinta comportarii reale a structurii.Aceste programe pot fi utilizate in special in cazul solutiilor de interventiepentru punerea in siguranta, in special pentru partea de substructura sifundatii.

Avand in vedere acest aspect, se justifica folosirea unor programe mai putinlaborioase dar ale caror rezultate nu inseamna ca sunt mai putin corecte.

In acest scop se propune utilizarea unui program de calcul inelastic planar, deexemplu ANELISE (dar poate fi oricare altul, ex. IDARC 2D, DRAIN 2D, etc)pentru care se propune folosirea unui model simplificat de tip condensat si aunei metodologii acoperitoare de calcul.

Modelul de calcul simplificat, condensat este un model de calcul de tip cadru


49/56

Modelulde calcul simplificat, condensat este un model de calcul de tip cadruforfecat ale carui elemente orizontale sunt de tip rigle infinit rigide sirezistente iar elementele verticale denumite generic stick -uri provin dincondensarea pe anumite criterii (impuse de executant) a subansamblelorstructurale de tip stalpi si grinzi.

Se alege un astfel de model pentru a obtine rezultate similare modelului fizicexistent, cu un efort substantial redus.

Acest model trebuie sa aiba, desigur, minim doua stick-uri si maxim cateapreciaza executantul functie de raspunsurile pe care doreste sa le capete. Deexemplu:

in cazul unei cladiri formate din mai multe corpuri, neseparate prin rosturi(antiseismice sau de dilatare termica), atunci executantul poate condensa infiecare stick subansamblurile stalpi-grinzi separat pentru fiecare corp;

in cazul in care cladirea are n directii principale atunci pot sa apara n stick-uri, in care sa se regaseasca proiectiile (de rigiditati si/sau capacitati derezistenta) pe o directie aleasa de executant ale fiecarui subansamblu stlpi-

grinzi; se pot introduce in unul dintre stick-uri subansamble stalpi-grinzi de contur si

in alt stick restul subansamblelor;

se pot folosi doua stick-uri in care sa se introduca, practic, in mod egalrigiditatile si/sau capacitatile de rezistenta;

etc.


50/56


51/56


52/56


53/56


54/56


55/56


56/56

Documents

Expertizarea Si Con Solid Area Cladirilor Existente - Partea a Doua