Consolidarea sau-şi reabilitarea clădirilor din zidarie cu grile polimerice avand noduri rigide i

Consolidarea sau/şi reabilitarea clădirilor din zidărie de cărămidă cu grile polimerice având noduri rigide integrate

Mari Catastrofe Naturale

Numărul marilor catastrofe naturale


Pierderile economice în miliarde dolari


Dinamica numărului de catastrofe naturale şi pierderi valorice în ultimele cinci decade


Numărul catastrofelor şi pierderile economice în anul 2000


Efectele de lungă durată ale catastrofelor

Scara Macroseismică Europeană 1998 EMS-98

Gradul 1: Avariere uşoară Gradul 2: Avariere moderată

Gradul 3: Avariere severă

Gradul 4: Avariere foarte severă Gradul 5: Distrugere

ISTORIA ŞTIINŢEI PALESTINA de 9.000 ani: Zidărie din cărămidă arsă

Zidăria originală: Cărămizi elastice casante + mortar de var ductil

Teoria Dislocaţiei

Două modele: una pentru forţă ca vector (Newton) şi alta pentru efortul unitar ca tensor (Pascal)

Teoria Dislocaţiei

Concentrarea eforturilor unitare în jurul unei imperfecţiuni geometrice sau structurale

Teoria Dislocaţiei

Variaţia eforturilor unitarea cu aria pentru o forţă constantă: Hiperbola lui Bernoulli

EUROCODE 2: Ductilitatea

Curba caracteristică efort unitardeformmaţie specifică a oţelului

ISTORIA ŞTIINŢEI

CIMENTUL Prima descoperire a Revoluţiei Industriale împotriva zidăriei

Cărămizile cu goluri – A doua descoperire a Revoluţiei Industriale împotriva zidăriei

Prevederile Eurocodului 8 : •

Confinarea zidăriei cu componente structurale din beton armat. • Armarea zidăriei cu bare din oţel înglobate în mortar de ciment.

TEORIA MATEMATICĂ A PLASTICITĂŢII

Prandtl’s Model - 1923

a. Vertical force P

b. Horizontal force Q

Limit state of tangential stresses


Starea limită de plastificare la compresiune cu forfecare:

EFECTUL de SANDWICH

Relaţia dintre compresiune

şi forfecare

,

unde k este valoarea maximă a efortului unitar tangenţial

P

Diagrama compresiune - forfecare

Soluţia stării de eforturi din rostul de mortar

Efortul unitar normal σx pentru y = 0

Efortul unitar normal σx pentru y = ±b

Efortul unitar normal σy în direcţia x



Variaţia eforturilor unitare pe grosimea rostului de mortar

Forţa de of expulzie şi măsura de prevenire

Armarea rostului cu grile polimerice

Dispoziţia armăturii

CONCEPŢIA DE ARMARE A ZIDĂRIEI

Vederea izometrică a unui element structural din zidărie, armat în rosturi orizontale

Elementele structurale din zidărie armată pot fi la nevoie cămăşuite tot cu grile polimerice.

Cămăşuirea este prin definiţie o operaţie esenţial exterioară!

® TENSAR

Grile polimerice de mare densitate şi rezistenţă având noduri rigide integrate

Performanţele grilelor de tip TENSAR

Procesul tehnologic Tensar®

Performanţele grilelor de tip TENSAR N    dA A

N  f A A f= constant p = bf = constant

Hiperbola echilateră a lui Bernoulli


Congruenţa hiperbolei lui Bernoulli

Geometria grilelor mono-axiale

Geometria grilelor biaxiale


Transferul eforturilor în jurul nodurilor rigide integrate

Forţele tăietoare din jurul nodurilor rigide integrate


Caracteristicile geometrice ale grilelorTensar SS


Curbe caracteristice efort secţional în kN/m – deformaţie specifică în %

ÎNCERCĂRI STATICE pe modele 1D de stâlpişori şi modele 2D de panouri pentru pereţi Proiect Peco 1994/96

Laboratorul de Inginerie Seismică al INCERC Iaşi

Stâlpişori din zidărie simplă şi armată


Panouri din zidărie simplă şi armată solicitate la compresiune axială


Panouri din zidărie simplă şi armată solicitate la întindere diagonală


Stâlpişori confinaţi (cămăşuiţi) din zidărie armată solicitaţi la compresiune axială


Panouri confinate din zidărie armată solicitate la compresiune axială şi întindere diagonală

ÎNCERCĂRI SEISMICE pe modele 3D de clădiri din zidărie fără componente structurale din beton armat Proiect Peco 1994/96

Masa seismică a ISMES din Bergamo, Italia

Modelul 3D al unei clădiri din zidărie fără componente structurale din beton armat înainte şi după încercări


Confinarea (cămăşuirea) modelului 3D cu două centuri din tencuială armată cu SS40


Modelul 3D din zidărie fără b.a. după cămăşuire pe masa seismică la ultima încercare cu 14 dB


Răspunsul seismic al modelului 3D înainte şi după cămăşuire cu grile polimerice

ÎNCERCĂRI PSEUDO DINAMICE pe modele 2D de pereţi din zidărie fără componente structurale din beton armat EUROQUAKE

Proiect Inco Copernicus 1997/99

Peretele de reacţiune al CE de la Ispra (Varese), Italia

Dispoziţia modelelor de pereţi fără goluri


Peretele fără goluri din zidărie armată


Modelul de perete pregătit pentru încercare


Avariile din peretele fără goluri şi zidărie nearmată


Încercarea pseudo-dinamică la 5 Hz


Avariile din peretele fără goluri şi zidărie armată


Diagrame histerezis comparative pentru panourile fără goluri din zidărie simplă şi armată


Curbe înfăşurătoare pentru panourile fără goluri din zidărie simplă şi armată


Dispoziţia modelelor de pereţi cu goluri


Peretele cu goluri din zidărie armată


Cărămizile cu goluri verticale şi armătura SS30


Cămăşuirea peretelui cu goluri din zidărie armată înainte de tencuire


Încercarea pseudo-dinamică a peretelui cu goluri la scară naturală armat şi cămăşuit cu grile SS30


Avariile din peretele cu goluri şi zidărie nearmată înainte de colaps


Avariile din peretele cu goluri şi zidărie armată după terminarea încercării


Diagrame histerezis comparative pentru panourile cu goluri din zidărie simplă şi armată


Curbe înfăşurătoare pentru panourile cu goluri din zidărie simplă şi armată

ÎNCERCĂRI SEISMICE pe

modele 3D de clădiri din cadre de beton armat cu pereţi de compartimentare din zidărie de cărămidă plină EUROQUAKE

Proiect Inco Copernicus 1997/99


Perete de compartimentare din zidărie de cărămidă plină armat la 5 rosturi cu Tensar SS20


Modelul 3D la 1:1 al unui cadru din b.a. armat după P100-92 şi compartimentat cu zidărie armată


Modelul 3D la 1:1 înainte de încercare


Peretele de la parter fără goluri pentru uşi


Modelul 3D la 1:1 de cadru din b.a. şi zidărie armată la 5 asize cu grile Tensar SS20 la ultima încercare cu 8 dB


Fisuri în nodul de jos al cadrului din ba Nici o fisură în X în zidăria armată


Fisuri în nodul de mijloc al cadrului Nici o fisură în X în zidăria armată


Fisuri în nodul de sus al cadrului Nici o fisură în X în zidăria armată


Adâncirea rosturilor în vederea cămăşuirii


Dibluri din plastic şi cu funcţie de purici


Peretele din zidărie armată pregătit pentru instalarea grilelor polimerice


Peretele pregătit pentru tencuirea manuală


Detalii privind echidistanţa prinderilor


Peretele cu goluri după instalarea grilelor


Bordarea pereţilor la goluri


Tencuirea manuală


Modelul 3D după cămăşuire şi înaintea celei de a doua serie de încercări


Model 3D de cadru din b.a. şi zidărie armată la 5 asize, cămăşuit cu grile Tensar SS20, la o încercare intermediară


Fisuri în nodurile de mijloc; nu fisuri în X


Fisuri în nodurile de sus; nu fisuri în X

VALIDAREA NUMERICĂ a încercărilor pe modele fizice Calculul comparativ cu SAP 2000

Calculul comparativ cu SAP 2000

Modelul de referinţă


Cele trei modele alese pentru comparaţie


Răspunsul maxim în deplasări

Răspunsul maxim în viteze şi acceleraţii

Deviaţiile (drifts) şi momentele de răsturnare


Variaţia în timp a deplasărilor la primul nivel al modelului de referinţă

Variaţia în timp a vitezelor la primul nivel al modelului de referinţă

Variaţia în timp a acceleraţiilor la primul nivel al modelului de referinţă


Variaţia în timp a energiei cinetice la primul nivel al modelului de referinţă

Variaţia în timp a energiei disipate la primul nivel al modelului de referinţă

Variaţia în timp a energiei potentialela primul nivel al modelului de referinţă


Influenţa armăturii sintetice asupra deformaţiei (a) şi deviaţiei (b)

Spectrul răspunsului inelastic al deplasărilor la PGA=0.20 şi r = QYB/QEB

Spectrul răspunsului inelastic al acceleraţiilor la PGA=0.20 şi r = QYB/QEB


Spectrul răspunsului inelastic al vitezelor la PGA=0.20 şi r = QYB/QEB

Spectrul răspunsului inelastic al energiei induse la PGA=0.20 şi r = QYB/QEB

Spectrul răspunsului inelastic al energiei cinetice la PGA=0.20 şi r = QYB/QEB

ÎNCERCĂRI SEISMICE pe modele 3D de clădiri din zidărie fără componente structurale din beton armat ECOLEADER - Seriate 2001

Modelul din zidărie de cărămidă cu goluri verticale având un perete curb fără goluri şi o placă din ba fără centură perimetrală


Vederea în plan a mesei seismice şi a cadrului din oţel


Vederea în plan a modelului la ±0.00 şi +2480 mm


Vedrea în plan a modelului la + 510 mm


Vederea în plan a modelului la + 1500 mm


Centrul mesei seismice: CT (x=-140; y=0.00; z= -300) Centrul de greutate al modelului: CG (x=0.00; y=61.0; z=+1665) Centrul de rotatie al modelului: CR (x=0.00; y=1305; z=+2000) Coordonatele celor trei centre de referinţă


Instalarea modelului din zidărie de cărămidă cu goluri pe masa seismică

15 10 5

15

17

12 9 6 3

0 -3

0 -6

-5 -10

0.86

Cored brick model reinforced only in bed-layers July 17, 2001

0.69

0.51

0.41

0.36

0.25

0.16

0.12

0.10

0.09

20

-9 -12 0.06

0.08

0.12

0.14

0.21

0.30

0.39

0.48

0.72

0.90

-15

Test 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

ax/g

az /g Test 0.29 11 0.19 10 0.05 9 0.03 8 0.03 7 0.02 6 0.01 5 0.01 4 0.01 3

0.01 0.01

0.05

Level of excitation [dB]

ay/g

0.06


2 1

Programul de încercări al modelului din zidărie de cărămidă cu goluri armată numai în asize


Modelul 3D din zidărie de cărămidă cu goluri, armată numai în asize cu grile Tensar SS20


Peretele curb al modelului după primele încercări


Modelul din cărămizi cu goluri după prima serie de încercări pe masa seismică


Dispoziţia fisurilor pe frontonul vestic: exterior-stânga; interior-dreapta


Dispoziţia fisurilor pe frontonul sudic: exterior-stânga; interior-dreapta


Dispoziţia fisurilor pe frontonul nordic: exterior-stânga; interior-dreapta


Dispoziţia fisurilor pe frontonul estic: exterior-stânga; interior-dreapta


Modelul din zidărie de cărămidă cu goluri după cămăşuire


Programul de încercări al modelului din zidărie de cărămidă cu goluri după cămăşuire


Modelul 3D din zidărie de cărămidă cu goluri pe masa seismică la 17 dB










Fisuri pe pereţii exteriori ai modelului dar nu X-uri


Fisuri interioare în vecinătatea peretelui curb


Strivirea cărămizilor cu goluri şi conservarea armăturii la 17 dB = 1,4 g  reparaţie capitală

Modelul din zidărie de cărămidă plină, cu goluri pentru ferestre şi uşi în plin cintru şi închis cu un planşeu din lemn fără centură din b.a.


Vederea în plan a mesei seismice şi a cadrului din oţel


Vederea în plan a modelului la ±0.00 şi +2480 mm


Vedrea în plan a modelului la + 390 mm


Vederea în plan a modelului la + 840 mm


Centrul mesei seismice: CT (x=-160; y= 140; z= -300) Centrul de greutate al modelului: CG (x= 417; y=0.00; z=+1450) Centrul de rotaţie al modelului: CR (x=1485; y=0.00; z= +870) Coordonatele celor trei centre de referinţă

Level of excitation [dB]

15 10

Solid brick model reinforced only in bed-layers July 24, 2001

1.17

1.00

15

0.85

0.66

0.52

0.40

0.35

0.25

0.16

0.12

0.10

0.07

ay/g 20

0.05


17

18

18

12 9 6 3

5 0 0

-3 -6

-5

-10

-9 -12 0.05

0.07

0.09

0.12

0.14

0.20

0.30

0.39

0.49

0.68

0.90

1.07

1.00

-15

Test 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

ax/g

az /g Test 0.65 0.30 0.18 0.07 0.03 0.02 0.02 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01

13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

Programul de încercări al modelului din zidărie de cărămidă plină armată numai în asize


Modelul 3D din zidărie de cărămidă plină după încercarea la 17 dB = 0,9 g


Dispoziţia fisurilor exterioare pe frontonul vestic


Dispoziţia fisurilor exterioare pe frontoanele din sud-stânga şi nord-dreapta


Dispoziţia fisurilor exterioare pe frontonul estic


Model 3D din zidărie de cărămidă plină, armată în asize cu grile Tensar SS20, la încercarea cu 18 dB = 1.17 g


Instalarea modelului din zidărie de cărămidă plină pe masa seismică


Programul de încercări al modelului din zidărie de cărămidă plină după cămăşuire


Modelul 3D din zidărie de cărămidă plină armată în asize şi cămăşuită cu grile Tensar SS20 la încercarea cu 18 dB = 1.96 g










Modelul 3D după a doua serie de încercări






Ruperea armăturii şi conservarea cărămizilor pline la 18 dB = 1.96 g  reparaţie facilă

VALIDAREA NUMERICĂ a încercărilor pe modele fizice Calculul comparativ cu SAP 2000

Modelul din zidărie de cărămidă cu goluri armată numai în asize

Iulie 2001

Clădiri din zidărie fără beton armat

Modelul din zidărie de cărămidă cu goluri armată în asize: Primul mod propriu - încovoirea


[kPa]

S11 (11) –Frontonul, peretele lateral şi peretele curb


Modelul din zidărie de cărămidă cu goluri armată în asize: Al doilea mod propriu - încovoirea


[kPa]

S22 (22)–Frontonul, peretele lateral şi peretele curb


Modelul din zidărie de cărămidă cu goluri armată în asize: Al treilea mod propriu - torsiunea


[kPa]


Modelul din zidărie de cărămidă cu goluri armată în asize şi cămăşuit Noiembrie 2001


Modelul din zidărie de cărămidă cu goluri armată în asize şi cămăşuit: Primul mod propriu - încovoirea


[kPa]



Modelul din zidărie de cărămidă cu goluri armată în asize şi cămăşuit: Al doilea mod propriu - încovoirea


[kPa]



Modelul din zidărie de cărămidă cu goluri armată în asize şi cămăşuit: Al treilea mod propriu - torsiunea


[kPa]


Modelul din zidărie de cărămidă plină armată numai în asize

Iulie 2001


Modelul din zidărie de cărămidă plină armată numai în asize: Primul mod propriu - încovoirea


[kPa]

S11 (11)–Frontonul, peretele lateral şi peretele plin


Modelul din zidărie de cărămidă plină armată numai în asize: Al doilea mod propriu - încovoirea


[kPa]

S22 (22) –Frontonul, peretele lateral şi peretele plin


Modelul din zidărie de cărămidă plină armată numai în asize: Al treilea mod propriu - torsiunea


[kPa]


Modelul din zidărie de cărămidă plină armată în asize şi cămăşuit

Noiembrie 2001


Modelul din zidărie de cărămidă plină armată în asize şi cămăşuit: Primul mod propriu - încovoirea


[kPa]



Modelul din zidărie de cărămidă plină armată în asize şi cămăşuit: Al doilea mod propriu - încovoirea


[kPa]



Modelul din zidărie de cărămidă plină armată în asize şi cămăşuit: Al treilea mod propriu - torsiunea


[kPa]


Energia disipată în timpul excitaţiei seismice

Clădiri din zidărie fără beton armat 0.09 M-Damp Energy [KJ]

0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 0

10

20

30

40

50

Time [sec.]

Modelul din zidărie de cărămidă cu goluri armată numai în asize: Energia disipată


M-Damp Energy [KJ]

0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 0

10

20

30

40

50

Time [sec.]

Modelul din zidărie de cărămidă cu goluri armată în asize şi confinat: Energia disipată


M-Damp Energy [KJ]

0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0

10

20

30

40

50

Time [sec.]

Modelul din zidărie de cărămidă plină armată numai în asize: Energia disipată


M-Damp Energy [KJ]

1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0

10

20

30

40

50

Time [sec.]

Modelul din zidărie de cărămidă plină armată în asize şi confinat: Energia disipată


0.25

M-Damp Energy [KJ]

Model A/July Model A/November

0.2 0.15 0.1 0.05 0 0

10

20

30

40

50

Time [sec]

Modelul din cărămidă cu goluri: Creşterea capacităţii de disipare după cămăşuire


1.4 Model B/July

M-Damp Energy [KJ]

1.2

Model B/November

1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0

10

20

30

40

50

Time [sec]

Modelul din cărămidă plină: Creşterea capacităţii de disipare după cămăşuire

Zidarie de piatra consolidata cu grile polimerice

Dimensiunile in plan ale modelului de baza

Pozitionarea accelerometrelor

Modelul 3d: a) Inainte de testare b) Proceduri de consolidare c) Modelul consolidat

Modurile naturale de vibratie calculate

Fisuri in modelul original

Fisuri in modelul original

Time History pentru deplasarile relative

Fisuri la modelul consolidat: (a) perete sud; (b) colt nord-est

Fisuri la modelul consolidat

Time History pentru deplasarile relative

Raspunsuri spectrale de tip Time history pentru inputurile seismice – stanga ultimele teste ale modelului initial; dreapta – ultimele teste ale modelului consolidat

Aplicatii pentru utilizarea grilelor polimerice la structuri din zidarie de piatra

Folosirea grilelor polimerice in structuri anti-tero

Model testat

Plan si pozitii accelerometre

Fereastra sparta si urma exploziei pe perete

Explozia nu a afectat tencuiala armata

Ministerul Lucrărilor Publice

AGREMENTUL TEHNIC 008 – 01/017 - 1999 Bazat pe decizia nr. 908016 / 8.12.1999

Studii de caz

Prima aplicaţie: Com. Nuci, jud. Ilfov Consolidarea unei clădiri cu două etaje din 1929 fără evacuarea locatarilor Septembrie 1999

Prima aplicaţie 1999

Pregătirea suprafeţelor pentru cămăşuire

Preparing the surfaces

Pregătirea suprafeţelor şi instalarea grilelor


Instalarea grilelor la parter cu grijă pentru colţurile intrânde


Instalarea grilelor şi aplicarea tencuielii

Cămăşuirea peretelui sub golul pentru fereastră

Aplicaţie în baza : Agrementului tehnic MLPAT 008-01/017-1999 Bucureşti Str. Av. Gh. Stâlpeanu 21 Iulie 2001

Pregătirea suprafeţelor pentru instalarea grilelor Tensar SS20

A doua aplicaţie fără evacuare 2001







Instalarea grilelor peste colţul curb


Instalarea grilelor Tensar SS20

Consolidarea sau-şi reabilitarea clădirilor din zidarie cu grile polimerice avand noduri rigide i

Recommend Documents