SOLUTII DE REABILITARE STRUCTURALA Conform P100-3 - Lucrari asupra constructiilor existente 1. Lucrări de reparaţie
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) 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). 2. Lucrări de consolidare 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 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 Page 1
SOLUTII DE REABILITARE STRUCTURALA - sporeşte ductilitatea la rupere 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. 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 Intervenţii de consolidare de ansamblu Intervenţii fără modificarea alcătuirii structurale existente Lucrări pentru realizarea conlucrării între pereţii de pe direcţiile principale ale structurii Această categorie de lucrări este necesară în cazurile în care legăturile între pereţi, lacolţuri, ramificaţii şi intersecţii lipsesc sau sunt insuficiente pentru a asigura transmiterea forţei de lunecare verticală corespunzătoare comportării ca secţiune compusă. Situaţia 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 exemplu, pereţi structurali adăugaţi fără ţesere cu cei existenţi. 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. Centurile vor forma conturi închise, se vor executa de preferinţă, pe ambele feţe ale peretelui. Armarea centurilor se face conformprevederilor din P1001/2006, 8.5.4.2.2. Prin utilizarea tiranţilor se obţine şi: - îmbunătăţirea legăturii între structura orizontală (planşee sau bolţi) şi structura verticală Page 2
SOLUTII DE REABILITARE STRUCTURALA - reducerea sau eliminarea împingerilor arcelor şi bolţilor - sporirea forţelor de compresiune în zidărie pentru creşterea rezistenţei la forţă tăietoare. Folosirea tiranţilor este recomandată cu zidăriile care au o rezistenţă suficient de mare. Se recomanda o uşoară pretensionare a titanţilor în scopul obţinerii unei conlucrări structurale satisfăcătoare chiar pentru valori mici ale încărcării. Lucrări pentru eliminarea efectelor împingerilor Eliminarea împingerilor laterale date de arcele sau bolţie de zidărie se realizează, de regulă prin introducerea: - tiranţilor din oţel, ancoraţi corespunzător în masivul de zidărie; se recomandă ca acesţi tiranţi să aibă o pretensionare uşoară; - centurilor din beton armat. 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. Efectele împingerilor pot fi preluate şi prin adăugarea unor elemente structrale cu rezistenţă şi rigiditate adecvate (contraforţi, pereţi interiori suplimentari,etc) Lucrări pentru consolidarea fundaţiilor 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 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)). 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. Intervenţii cu modificarea/completarea structurii existente 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. Page 3
SOLUTII DE REABILITARE STRUCTURALA 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 Lucrări pentru asigurarea continuităţii traseului forţelor gravitaţionale / seismice. Această categorie de lucrări este necesară în cazurile în care: - 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). 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. Lucrări pentru sporirea redundanţei Aceste lucrări sunt necesare când structura existentă nu îndeplineşte cerinţele de redundanţă structurală precizate în P100-1/2006, 4.4.1.2. Sporirea redundanţei se realizează prin adăugarea unor elemente structurale noi (pereţi sau stâlpi din zidărie) în zonele în careruperea unui singur element poate provoca pierderea stabilităţii întregii clădiri (de exemplu, în cazul spaleţilor/stâlpilor cu dimensiuni mici de la colţurile clădirilor); PRINCIPII GENERALE DE CONSOLIDARE Consolidarea structurilor din zidarie se poate face prin: - refacerea zidariilor dislocate - betonarea partiala in strepi cu beton, injectarea si matarea fisurilor si crapaturilor - coaserea fisurilor cu scoabe din otel - camasuirea peretilor - bordarea golurilor - legarea zonelor de colt - introducerea de tiranti - introducerea de eclise din profile metalice - dispunerea de elemente orizontale si verticale din beton armat Page 4
SOLUTII DE REABILITARE STRUCTURALA - camasuieli din materiale compozite Consolidarea se poate realiza prin combinarea mai multor procedee, in functie de cauzele care au produs avaria, mecanismul de cedare si in mod special de starea constructiei. La efectuarea oricarei lucrari de reabilitare a structurilor din zidarie de caramida sau piatra, o etapa principala este pregatirea zidariei, care consta in urmatoarele operatii: - inlaturarea tencuielilor existente - adancirea rosturilor pe o adancime de 15-20 mm - indepartarea materialului neaderent prin frecare cu peria de sarma pana la deschiderea porilor pietrei de zidarie - suflarea cu aer comprimat a zonelor curatatepentru indepartarea prafului 1. Refacerea zidariilor dislocate In zonele in care zidaria este dislocata se va proceda la demontarea ei si refacerea cu aceleasi materiale utilizate in structura initiala. Acest principiu este important atat din punct de vedere structural cat si arhitectural. In cazul introducerii unor materiale cu rezistente superioare, apar zone neomogene care pot produce concentrari de tensiuni. Din punct de vedere arhitectural, utilizarea altor materiale poate modifica aspectul constructiei. 2. Betonarea partiala in strepi cu beton Prin betonare partiala se intelege inlocuirea pietrei de zidarie cu beton in zonele cu fisuri si crapaturi importante. Operatiunea consta in: - indepartarea treptata, incepand de jos in sus a caramzilor degradate din dreptul fisurilor - curatarea zonei de mortar - suflarea cu aer comprimat - udarea caramizilor din zona pentru a nu absorbi apa din beton - turnarea betonului Procedeul este indicat in cazul peretilor interiori si numai in situatiile in care reteserea zidariei este dificil de realizat. 3. Injectarea si matarea fisurilor si crapaturilor Fisurile si crapaturile de dimensiuni mari, pot fi matate cu mortar pe baza de ciment. Intrucat in cazul peretilor grosi este dificil ca matarea sa se realizeze in profunzimea zidariei, aceasta devine faza pregatitoare a procedurii de injectare. Injectarea este utilizatain cazul peretilor cu fisuri izolate cat si a fisurilor in retea densa si neregulata si poate fi realizata cu lapte de ciment, mortar fluid pe baza de ciment sau rasini epoxidice atunci cand fisurile sunt fine. Etapele injectarii constau in: - curatarea de praf a fisurii, cu jet de aer sub presiune Page 5
SOLUTII DE REABILITARE STRUCTURALA - spalarea cu jet de apa a fisurii, daca se utilizeaza injectarea cu lapte de ciment sau mortar pe baza de ciment - introducerea in zidarie, la adancimi de aprox. 5 cm, la distanta de cca 1 m in lungul fisurii a unor stuturi prin care se va face injectarea - aplicarea unui strat de mortar de ciment pe ambele fete ale zonelor fisurate (matarea fisurilor) - injectarea de jos in sus la o presiune de max. 3 atm - indepartarea stuturilor dupa intarirea materialului de injectare - repararea zonelor 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; - - pentru fisurile foarte mari (cu deschideri > 10 mm) injectarea nu este eficientă.
1
DETALIU INJECTARE FARA CAMASUIRE
1-1
TENCUIALA FISURA
STUTURI Ø6-Ø8
LAPTE DE CIMENT
SCOABE Ø6-Ø8
STUT
AGRAFE Ø6 - Ø8 cm 30
0 1,0 5m -1,1
1
cm 80 60-
Page 6
SOLUTII DE REABILITARE STRUCTURALA 4. Coaserea fisurilor cu scoabe din otel Legarea cu scoabe din otel se face in cazul fisurilor izolate. Scoabele se fixeaza de o parte si de alta a fisurii, perpendicular pe aceasta, in zone cu zidarie nedegradata. Numarul de scoabe se determina in functie de sectiunea acestora si capacitatea portanta a peretelui de zidarie, cu asigurarea unei lungimi suficiente de ancorare. In mod curent se utilizeaza scoabe din otel rotund, fixate in gauri cu mortar pe baza de ciment. Daca este posibil, se indica introducerea scoabelor pe ambele feteale zidariei.
BRIDA DIN OTEL LAT
5. Camasuirea peretilor Camasuirea peretilor este indicata in cazul structurilor vechi puternic deteriorate, la care capacitatea portanta a peretilor structurali este mult diminuata. Aceasta metoda de consolidare este frecvent utilizata, astfel se executa camasuieli pe una sau pe ambele fete ale peretilor structurali, cu mortar pe baza de ciment sau beton, armarea facandu-se cu plase sudate. Pentru obtinerea unei sectiuni ductile se indica armarea cu bare independente. Camasuirea se incepe de la nivelul fundatiilordintr-o centura de beton armat. Aceasta se executa astfel incat sa asigure o buna conlucrare cu zidaria existenta. Fixareaarmaturilor din camasuiala se face in mod curent cu scoabe dispuse in sah la circa 20 cm pe directie verticala si orizontala. Scoabele se fixeaza prin batere in rosturi sau pot fi introduse in gauri in care s-a introdus mortar. In cazul camasuirii pe ambele fete, se monteaza scoabe catre trec prin zid si leaga ambele plase de armatura. Daca se utilizeaza scoabe fixate prin batere, acestea se dispun in rosturi verticale, inclinat la cca 10-15 ° si sefac din otel obisnuit cu diam. min. de 10 mm, lungime de 15 cm si ciocul de 6-8 cm. In cazul camasuielilor cu mortar, grosimea camasuielii va fi demax. 4 cm si la cea cu beton max. 10 cm, in functie de capacitatea portanta ce trebuie asigurata, dar si de tehnologia de executie (turnare in cofraj sau torcretare).
Page 7
20cm
SOLUTII DE REABILITARE STRUCTURALA
10 - 1
SCOABE
5°
20cm
FIXAREA ARMATURII CU SCOABE
6. Bordarea golurilor Bordarea golurilor poate fi realizata prin: - dispunerea de armatura suplimentara in jurul golului, inglobata in camasuiala - inramarea golului cu o structura din b.a. - inramarea golului cu profile metalice In cazul bordarii cu armatura, aceastase dispune suplimentar armaturii din camasuiala si va fi din min. 2 bare de 12 mm, dispuse la o distanta de 10 cm una de cealalta, la 3-5 cm fata de marginea golului, fixate cu scoabe. La incadrarea cu rama din b.a. se impune scoaterea unui rand de caramida. Inramarea cu profile metalice se face cu corniere fixate in zidarie cu ancore din otel rotund cu lungime de 60-80 cm, dispuse pe tot conturul golului.
Page 8
SOLUTII DE REABILITARE STRUCTURALA
SCOABE
10
RAMA DIN BETON ARMAT
A
3-5
A
A-A
BRIDA DIN BETON ARMAT RAMA DIN CORNIER
B
B
B-B
BRIDA DIN OTEL BETON CORNIER DE BORDARE
TIPURI DE BORDARI ALE GOLULILOR
7. Legarea zonelor la colt In zonele de colt, pentru a se asigura o mai buna conlucrare dintre elementele ce se imbina, se vor introduce legaturi suplimentare.Astfelplasele se monteaza continuu suprapuse pe cel putin 20 cm de o parte si de alta a coltului. Se monteaza suplimentar trei bare cu diametrul de12 mm, dispuse la 10 cm una de cealalta peste plasa, fixate in scoabe. Page 9
SOLUTII DE REABILITARE STRUCTURALA
10 cm
10 cm
8. Introducerea de tiranti Tirantii au rol de a asigura conlucrarea spatiala a structurilor din zidarie, fiind utilizati la constructiile la care nu exista centuri din beton armat, indiferent de tipul planseului. De obicei, tirantii se realizeaza din otel rotund pentru a se putea asigura tensionarea cu piulite. Se intalnesc diverse alte tipuri de sectiuni (otel lat, profile U etc.). Fixarea la capete a tirantilor se realizeaza cu placute sau alte profile metalice care pot asigura o distributie a tensiunilor pe o suprafata cat mai mare a peretelui. Prin dispunerea a doi tiranti la exterior si la interior, distantati cu agrafe si legati cu bride (traverse) din beton armat, dispuse la 1 – 1.3m, se pot obtine centuri-tiranti , care asigura o imbunatatire a comportarii structurii in ansamblu.
LEGAREA ZONELOR DE COLT BRIDA
1
AGRAFA
1
TIRANT
PLACA DE CAPAT
PIULITA
1-1
TIRANT - CENTURA
9. Introducerea de eclise din profile metalice Este o metoda deconsolidare uscata, se realizeaza cu profile metalice U sau cornier, cu care se realizeaza centuri superioare si inferioare, diagonale si montanti. Acestea se dispun pe ambele fete ale zidariei, se fixeaza cu prezoane, comprimandu-se astfel zidaria si realizandu-se o imbunatatire a comportarii structurii. 10.
Dispunerea de elemente orizontale si verticale din beton armat Page 10
SOLUTII DE REABILITARE STRUCTURALA Este una dintre cele mai utilizate solutii de consolidare, legand structura pe orizontala si verticala. Se face cu stalpisori si centuri din beton armat. Lucrarile sunt de amploare, fiind necesare desfaceri ale unor zone de zidarie, ceea ce le face practicabile mai ales la constructii vechi, unde rezistenta mortarului este inferioara. Stalpisorii se introduc la intersectiile zidurilor, fixarea lor facandu-se cu centuri simple cu conectori, sau de tip eclisa (doua centuri , fiecare pe cate o fata a zidului). CENTURA CU CONECTORI CONECTOR
80 - 100 cm
ZIDARIE EXISTENTA
CENTURA DIN BETON ARMAT
11. Consolidarea structurilor din zidarie cu materiale compozite armate cu fibre Consolidarea structurilor din zidarie prin camasuire cu beton armat este foarte eficienta dar are o serie de avantaje cum ar fi: sporirea greutatii proprii, reducerea suprafetei utilr, consum mare de manopera si durata mare de executie. Aceste dezavantaje au condus la solutii de consolidare prin folosirea materialelor compozite armate cu fibre (din sticla , carbon sau aramidice).
Page 11
