|
Eurocodul 8, intitulat Proiectarea structurilor rezistente la cutremur, este mai explicit decat Normativul romanesc P-100-92 pentru Proiectarea antiseismica a constructiilor. Intr-adevar, in ENV 1998-1-2 Reguli generale la proiectarea conceptuala, prin punctul A3(3), UNIFORMITATE SI SIMETRIE, se recomanda ca distributia maselor si rigiditatilor sa se faca astfel incat sa se elimine excentricitatile mari dintre ele. Pe de alta parte, in ENV-1-3 Reguli specifice diferitelor materiale, la punctul 6.1.2 se recomanda fie confinarea zidariei cu grinzi si stalpi sau cadre din beton armat, fie armarea zidariei cu armatura din otel. Drept referinta se ia factorul de comportare q cu care se reduc fortele din calculul liniar pentru luarea in considerare a raspunsului neliniar al unei constructii si care, pentru zidaria simpla, este q = s1,5t. Conform principiului P(3) din 6.3, in primul caz, al confinarii zidariei, factorul de comportare devine q = s2,0t, iar in cazul al doilea, al armarii zidariei cu armatura metalica inglobata in mortar de ciment, q = s2,5t. In plus, principiul P(1) din 6.2.1 permite folosirea in ambele cazuri a caramizilor cu goluri daca volumul acestora nu depaseste 50% din volumul total. Ca masuri de protectie antiseismica, cele doua reguli sunt practice si precise. Proiectantii stiu ce au de facut, iar beneficiarii stiu ce platesc. Oficial nu exista solutii alternative, chiar daca la o analiza atenta se observa ca regulile generale de uniformitate si simetrie nu sunt indeplinite.
Constructiile cu pereti de zidarie din caramida, confinati cu componente structurale din beton armat, sunt puternic neomogene. Greutatile specifice ale celor doua materiale difera intre ele cu 25%, ceea ce atrage dupa sine o distributie neuniforma a maselor. Componentele structurale din beton armat conduc la concentrari locale de mase care, in conditii seismice, devin concentrari locale ale fortelor de inertie. Or, dupa Teoria dislocatiilor, materialele casante cedeaza tocmai in urma concentrarilor de eforturi. Pe de alta parte, raportul dintre modulele de elasticitate ale celor doua materiale, beton armat si zidarie, poate depasi cu mult 10, iar coeficientii lor de dilatare termica liniara difera de la simplu la dublu. In aceste conditii, nu poate fi vorba de conlucrarea zidariei cu betonul armat. Nici macar participarea lor comuna la disiparea energiei induse nu poate fi evaluata in nici un fel; de aceea, in calculele de ductilitate, conform prescriptiilor oficiale, se admite doar contributia betonului armat fara zidarie, chiar daca aceasta este majoritara ca volum. Din punct de vedere termic, betonul armat introduce in zidaria pe care o confineaza suprafete reci si umede. Gradientele termice ale celor doua materiale sunt esential diferite, ceea ce atrage dupa sine riscul de aparitie a condensului sau masuri de termoizolare costisitoare.
Constructiile din zidarie armata cu armatura metalica raman neomogene, chiar daca masele sunt mai uniform distribuite. Atat in directii orizontale cat si in cele verticale, peretii din zidarie armata prezinta sectiuni neomogene de tip sandwich. Pentru protectia anticoroziva a armaturii, motarul trebuie sa fie de ciment fara var. Armarea zidariei se bazeaza, ca si la betonul armat, pe efectul de menghina. Datorita diferentelor considerabile dintre rezistentele otelului si ale zidariei, distantele dintre armaturi sunt destul de mari. De aceea, eforturile preluate de armaturi conduc la concentrari locale de eforturi in zidarie. Ductilitatea zidariei armate cu bare de otel este mult mai mica decat a zidariei cu mortar de var sau var-ciment. Sporul de rezistenta obtinut prin armare este diminuat valoric prin reducerea capacitatii de disipare a energiei induse. Din punct de vedere termic, zidaria armata in rosturi orizontale dar, mai ales, cea camasuita, ridica mari probleme practice si conceptuale de termoizolare.
Prevederea Eurocodului 8 referitoare la caramizile cu goluri continua sa fie infirmata de realitate. In Romania, inca de la cutremurul din 1940, s-a observat comportarea defavorabila a caramizilor cu goluri. La recentele cutremure de pamant din Turcia si Grecia, ca si din India si Nicaragua, zidaria din caramizi cu goluri a fost mult mai puternic avariata decat cea din caramizi pline si, adesea, s-au produs dislocari in componentele structurale din astfel de zidarie chiar in cazurile confinarii cu elemente din beton armat.
Recent, in cadrul programului Ecoleader, finantat de Comisia europeana, au fost incercate pe masa seismica a ISMES din Bergamo, Italia, doua modele 3D de cladiri din zidarie armata cu grile polimerice Tensar SS20 la scara naturala. Primul model din caramazi cu goluri de 200x140x230 a fost prevazut cu trei goluri dreptunghiulare (pentru usi si ferestre), placa din beton armat fara centura si peretele plin curbat in afara planului sau (fig. 1a), iar al doilea, din caramizi pline, a fost prevazut cu cinci goluri cu arce in plin cintru si planseu din lemn (fig. 1b). Ambele modele au cate o singura axa de simetrie. In prima faza de incercari zidaria a fost armata numai in rosturi orizontale, folosind mortar M2 dupa EC6, care corespunde mortarului romanesc de var-ciment M10. Incercarile au fost programate pentru cutremurul Vrancea din 1977 dupa doua grade de libertate, translatiile orizontale. Excitatiile au fost induse cate 40 secunde cu intensitati crescatoare in succesiunea: -12, -9, -6, -3, 0, +3, +6, +9, +12, +15, +17 dB.
Primul model cu caramizi cu goluri a fisurat numai cand nivelul de excitatie a atins +17 dB, iar programul a fost intrerupt in vederea confinarii. Acest nivel corespunde unui cutremur de 0,65g, ceea ce inseamna o intensitate de X grade pe scara Mercalli si de 7,7 grade pe scara Richter. Toate fisurile au fost verticale sau usor inclinate fata de verticala, dar niciodata in X. Fisurile sunt continui si, fie strabat rosturi verticale, fie au despicat caramizi intregi. Avariile nu sunt concentrate sau localizate, ci dimpotriva, distributia fisurilor arata ca grilele au fost active. Costul grilelor folosite pentru armarea zidariei in laborator a fost de 9,35 Euro/m3.
Al doilea model cu caramizi pline si mai multe goluri pentru usi si ferestre a ramas integru pana la nivelul de excitatie de +12 dB. Sub inputurile urmatoare de +15 dB si +17 dB au aparut fisuri si chiar dislocari, iar starea limita de fisurare s-a atins la +18 dB. Toate fisurile de la baza modelului au fost initiate de colturile drepte ale golurilor pentru usi si ferestre, dar, din nou, modelul n-a X-at iar toate arcele au ramas intacte. Costul grilelor pentru armarea zidariei a fost de 18,95 Euro/m3.
Programul de incercari pe masa seismica a continuat dupa confinarea celor doua modele. Rezultatele incercarilor si comentariul final vor fi prezentate in numarul urmator.
prof. Ramiro A.Sofronie
|
