ANALIZAREA SI EXPERTIZAREA LUCRARILOR DE ARTA SI INGINERESTI. STUDIU DE CAZ. PAVILIONUL VI F

1. Motivarea efectuarii analizei si expertizei

Conform "Normativ pentru proiectarea antiseismica a constructiilor de locuinte, social - culturale, agrozootehnice si industriale' indicativ P100 - 1992, constructiile din fondul existent se supun expertizarii, dupa caz, obligatoriu sau conditionat in perioada dintre cutremure.

Expertizele se elaboreaza in vederea evaluarii nivelului de protectie antiseismica in functie de clasa de importanta a constructiei si de zona seismica de calcul in care este amplasata constructia.

Cladirea a suportat actiunea de uzura a caracteristicilor fizico - mecanice ale materialelor, fiind solicitata si de numeroasele cutremure de mare amploare. Cele mai puternice seisme, de gradul 7-8 pe scara M.M., au fost in anii 1940, 1977, 1986 si 1990.

În ultimele trei decenii au aparut treptat deteriorari ale structurii de rezistenta (fisuri patrunse si dislocari in pereti, fisurarea bazei Rotondei - amfiteatru), degradari chimice si biologice, efecte ale fenomenului de inghet - dezghet), condens si umiditate excesiva, etc.

Ca efect, au aparut avarii in sistemul structural, avarii produse si de tasarile inegale ale fundatiilor cladirii.

Planseele cladirii sunt realizate din lemn, material ce a suferit degradari importante, in special la grinzile incastrate in peretii exteriori.

2. Încadrarea obiectivului in grupe si categorii

Conform pct. 5.3.3. si tabel 5.1 din normativ P100 / 1992, spitalele fac parte din clasa 1^-a de importanta.

Cladirea expertizata, executata in urma cu 100 ani, este amplasata intr-o zona. seismica de calcul "C'.

În functie de caracteristicile constructiei, de sistemul structural si de perioada in care a fost executata constructia, cladirea apartine grupei A1 si este de categoria "a'.

3. Descrierea constructiei

Cladirea expertizata este amplasata in municipiul lasi, soseaua Bucium nr. 36.

Constructia, cu regim de inaltime parter (partial demisol si partial etaj) se compune din doua zone distincte :

. zona centrala reprezinta o constructie parter circulara cu diametrul de 10,00 in si inaltimea de 13,50 in ;

. zona perimetrala reprezinta o constructie parter (partial cu subsol si etaj), cu dimensiunile in plan de 32,30 x 22,70 in si inaltimea de 6,50 m.

Structura de rezistenta este alcatuita astfel:

. fundatii continui din zidarie de piatra cu mortar de argila si var ;

. pereti portanti din zidarie de caramida plina (280 x 140 x 70 mm) de 28 si 42 cm grosime, executata cu mortar de var;

. plansee din lemn cu grinzi ce reazema pe peretii portanti din zidarie de caramida; Planseul peste subsolul partial este realizat cu profile metalice si boltisoare din caramida.

. sarpanta din lemn cu invelitoare din tabla.

Descrierea degradarilor si avariilor constructiei

În urma verificarii starii constructiei se constata un avansat grad de deteriorare si uzura.

Peretii portanti prezinta fisuri si crapaturi.

F   fisurile orizontale perimetrale din dreptul bazei ferestrelor rotondei - amfiteatru; gradul ei de avariere fiind atat de mare, incat la un viitor cutremur puternic este posibila dislocarea sau rasturnarea ei;

F   fisurile verticale din peretii cladirii in dreptul ferestrelor (lipsa buiandrugi la goluri);

   

F   fisurile din coloane (in special in dreptul intrarii principale).

Alte fisuri - cum ar fi fisura verticala din fundatiile de est - pot avea drept cauza tasarile inegale ale terenului de fundare datorita umezirii acestuia prin ridicarea nivelului apei subterane si prin patrunderea apelor de suprafata.

La fundatii se constata de asemenea dislocari, crapaturi ale acestora precum si unele tasari ale terenului.

   

Verificand elementele din lemn ale planseului sarpantei si asterealei s-au depistat zone degradate (putrezite) in special unde umiditatea a actionat defavorabil asupra structurii lemnului.

Se mentioneaza ca toate degradarile se vor putea constata numai dupa decopertarea tencuielilor de la pereti si tavane si dupa decopertarea fundatiilor.

Toate aceste degradari sunt determinate de cutremurele ce au actionat asupra constructiei, de tasarea neuniforma a terenului, de nerealizarea lucrarilor de intretinere, de exploatarea defectuoasa a instalatiilor.

Metoda de evaluare calitativa E1 - conform Normativului P2 / 1985. Rezultate

Din examinarea structurii, a modului de alcatuire si a materialelor utilizate la realizarea constructiei au rezultat importante neconformitati fata de "Normativ privind alcatuirea, calculul si executarea structurilor de zidarie' P2 / 1985, din care mentionam :

. planseele constructiei trebuie sa fie din beton armat monolit sau din prefabricate din beton armat tip fasie, avand bare si bucle de legatura la extremitati, sau sa se asigure o contravantuire in plan orizontal;

. latimea plinurilor de zidarie simpla la peretii exteriori trebuie sa fie de minim 1,5 m la colturi si de minim 1,25 in la spaletii intermediari, conditie neindeplinita;

. latimea plinurilor de zidarie simpla la peretii interiori trebuie sa fie de minim 1,25 m, conditie neindeplinita ;

. pentru rigidizarea peretilor se prevad stalpisori din beton armat, care impreuna cu centurile curente si cu cele intermediare nu trebuie sa depaseasca 12,0 m² pentru constructiile amplasate in zone seismice de calcul "C', conditie neindeplinita ;

. constructia nu are stalpisori si centuri din beton armat;

. marca caramizilor si in special a mortarelor este sub cerintele actuale ;

. peste goluri nu sunt buiandrugi din beton armat;

. cladirea centrala tip "sala' nu respecta conditiile tehnice de proiectare impuse de normativul P2 / 1985 ;

. fundatiile nu sunt prevazute cu centuri din beton armat conform normativului P10/1986.

Metoda de evaluare cantitativa la actiuni seismice conform pct. 11.5 din Normativului P100 / 1992. Rezultate

Pentru evaluarea capacitatii de rezistenta a cladirii la actiuni seismice s-a aplicat metoda E 3 din normativul P100 /1992.

Stabilirea gradului de asigurare la actiuni seismice "R', a impus parcurgerea urmatoarelor etape :

. executarea releveelor;

. stabilirea incarcarilor in gruparea speciala, conform STAS 10101/1 - 1978, 10101/OA- 1977, 10101/21 - 1992, 10101/2A1 -1987, etc.;

. stabilirea incarcarilor gravitationale ;

. stabilirea incarcarilor seismice ;

. determinarea centrului maselor ;

. calculul incarcarilor pe spaleti;

. calculul capacitatii de rezistenta la incarcari orizontale a spaletilor

. calculul gradului de asigurare.

Calculul incarcarilor seismice s-a facut conform cu normativ P 100/1992 luandu-se in considerare : zona seismica de calcul C, α == 1.4, k_s = 0.20, T_c= 1.0 sec.

Pentru Ψ s-a luat valoarea 0,30.

Capacitatea de rezistenta la incarcari orizontale a spaletilor s-a determinat conform cu normativ P2 / 1985, cap. 11, considerandu-se valoarea cea mai mica determinata pentru una din urmatoarele solicitari:

- compresiune excentrica;

- forfecarea rostului orizontal;

- eforturi principale de intindere.

Pentru materiale s-au considerat in calcule caramizi cu marca 50 si mortar cu marca M10.

Functie de marcile caramizilor si a mortarului, conform STAS 10109/1- 1982, rezulta urmatoarele valori ale rezistentei de calcul :

- rezistenta de calcul la compresiune    R_c = 9,00 daN/cm²

- rezistenta de calcul la forfecare    R_f = 0,55 daN/cm²

- rezistenta de calcul la eforturi principale de intindere R_p = 0,40 daN/cm²

Capacitatea de rezistenta la compresiune excentrica s-a calculat conform cap. 11.5. din normativ P2 / 1985, cu relatia :

T_CM = 1,25 x R x S_c /Z

Capacitatea de rezistenta la forfecarea rostului orizontal s-a calculat conform cap. 11.6. din normativ P2 / 1995, cu relatia :

T_cf = A_i x (R_f + 0,7 x f x σ_o) / μ_i

Pentru compresiune excentrica cu excentricitate mica si

T_cf= 0,7 x f x A_i x σ_{o i}

Pentru compresiune excentrica cu excentricitate mare.

Coeficientul μ_i s-a calculat cu relatia :

_i = S x l_i / l

Capacitatea de rezistenta la eforturi principale de intindere s-a calculat conform cap. 11.7. din normativ P2 / 1985, cu relatia :

T_cp= (Rp x Ai /μ_i)

Determinarea valorii gradului de asigurare la actiuni seismice s-a facut conf. pct. 11.5.4 din normativ P100 / 1992, cu relatia :

R = m x S_cap / (η x S_necesar),

- S_cap reprezinta incarcarea seismica conventionala capabila a constructiei,

- S_necesar reprezinta incarcarea seismica conventionala determinata conform P 100/1992, considerand constructia existenta respectiva ca o constructie noua.

S_cap = Σ T_cij

În urma calculelor efectuate, pentru constructia existenta au rezultat urmatoarele valori ale gradelor de asigurare seismica :

- pe directie longitudinala R_L = 0,510 < R_min= 0,70

- pe directie transversala R_T = 0,401 < R_min = 0,70

Buletine de incercari pentru mortare si caramizi

BREVIAR DE CALCUL

8.1. Calculul incarcarilor

1. Planseu si acoperis sarpanta

2. Pereti

3. Fundatii

8.2. Calculul incarcarilor gravitationale

COTA +6,90 (G-H)

1. Planseu

5,7 x 7,0 x 0,355 =14,17 tone

2. Pereti

5,7 x 3,45 x 0,85 = 16,71 tone

6,0 x 3,45 x 0,60 = 12,42 tone

5,7 x 3,45 x 0,85 = 16,71 tone

2,0 x 2,00 x 0,85 = 3,40 tone

Total^: = 63,41 tone

COTA + 4,90 (G - H)

1. Planseu

9,20 x 7,50 x 0,355 = 24,50 tone

2. Pereti

9,0 x 2,45 x 0,85 = 18,75 tone

6,0 x 2,45 x 0,85 = 12,50 tone

9,0 x 1,40 x 0,85 = 10,71 tone

Total^:= 66,46 tone

COTA +3,50 (C - G)

1. Planseu

6,5 x 11,0 x 0,355 = 25,39 tone

2. Pereti

10,8 x 1,75 x 0,85 = 16,07 tone

10,8 x 1,75 x 0,60 = 11,34 tone

3 x 3,6 x 1,75 x 0,60 =11,34 tone

2 x 9.0 x 1.75 x 0.85 = 26.78 tone

Total = 90,92 tone

8.3. Calculul incarcarilor seismice

Conform normativ P100 / 1992, cap. 5.3. rezultanta incarcarilor seismice se calculeaza cu relatia:

Sr = Cr x G

Cr = α x ks x βr x Ψ x ε_r

= 1,4 - pentru clasa de importanta I

ks = 0,2 - zona seismica de calcul C

βr = 2,5

Ψ = 0,3 - structuri cu pereti din zidarie

8. Calculul gradului de asigurare la actiuni seismice

Piese desenate

Releveu plan subsol

Releveu plan parter

Releveu plan etaj

Releveu plan cota +7.80 m. ROTONDA - Amfiteatru