rezumat.3-47[1].pdf

45
Performanţele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidăriilor de cărămidă 3 CUPRINSUL TEZEI CAP. 1. INTRODUCERE……………………………………………………………………... 1.1. Explicarea titlului tezei………………………………………………………………. 1.2. Importanţa subiectului ………………………………………………………………. 1.3. Actualitatea subiectului ……………………………………………………………... 1.4. Obiectivele tezei……………………………………………………………………… 1.5. Modul de tratare..……………………………………………………………………... 1 1 1 2 5 6 CAP. 2. STADIUL CUNOAŞTERII ÎN DOMENIU…………………………………………… 2.1. Date despre cutremure……………………………………………………………..... 2.2. Date despre zidărie…………………………………………………………………... 2.3. Soluţii de protecţie antiseismică a zidăriilor………………………………….......... 2.4. Zidărie armată cu grile polimerice………………………….................................... 2.5. Brevetul OSIM NR.112373 ………………………….............................................. 2.6. Date despre armătura polimerică …………………………………………………... 2.7. Grilele polimerice tip TENSAR…………………………......................................... 2.8. Concepţia RichterGard de protecţie antiseismică…………………………............ 2.9. Prescripţiile oficiale…………………………………………………………………… 2.10. Cauzele avariilor în construcţii din zidărie – teoria dislocaţilor…………………. 2.10.1. Conformarea grilelor…………………………………………………...... 2.10.2. Geometria grilelor şi cinematica nodurilor integrate……………........ 2.10.3. Mecanismul de transfer al eforturilor …………………………………. 7 7 8 9 10 11 11 12 13 14 14 16 18 19 CAP. 3. CRITICA STADIULUI CUNOAŞTERII……………………………………………… 3.1. Tabel comparativ……………………………………………………………………… 3.2. Comentarii……………………………………………………………………………… 3.3. Construcţii cu pereţi de zidărie, confinaţi cu componente structurale din beton armat………………………………………………………………………………………… 21 24 25 44 CAP. 4. PROCEDEE DE ARMARE. PERFORMANŢE TEHNOLOGICE ………………... 4.1. Procedee de armare cu grile polimerice tip RG……………………………………. 4.2. Detalii constructive……………………………………………………………………. 4.2.1. Zidărie armată cu grile polimerice tip RG………………………………… 4.2.2. Zidărie confinată cu grile polimerice tip RG……………………………… 4.2.3. Zidărie armată şi confinată cu grile polimerice tip RG…………………… 4.2.4. Detalii constructive de aşezare a grilelor…………………………………. 4.3. Aplicaţii practice ale sistemului RichterGard………………………………………. 4.4. Concluzie……………………………………………………………………………… 45 45 49 50 53 55 57 59 61 CAP. 5. PERFORMANŢE ERGONOMICE………………………………………………….. 5.1. Ergonomia…………………………………………………………………………….. 5.2. Calculul lucrului mecanic…………………………………………………………….. 5.2.1. Zidărie armată din cărămizi cu goluri şi mortar de ciment, cu armătură STNB.. 5.2.2. Zidărie confinată din cărămizi cu goluri şi mortar de ciment, cu armătură STNB……………………………………………………………………………………. 5.2.3 Zidărie armată şi cămăşuită din cărămizi cu goluri şi mortar de ciment, cu armătură STNB ………………………………………………………………………… 5.2.4. Zidărie armată din cărămizi pline şi mortar de var, cu armătură polimerică………………………………………………………………………………. 63 63 64 65 66 67 68

Upload: aliconnex

Post on 14-Sep-2015

12 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    3

    CUPRINSUL TEZEI

    CAP. 1. INTRODUCERE...

    1.1. Explicarea titlului tezei. 1.2. Importana subiectului . 1.3. Actualitatea subiectului ... 1.4. Obiectivele tezei 1.5. Modul de tratare.....

    1 1 1 2 5 6

    CAP. 2. STADIUL CUNOATERII N DOMENIU 2.1. Date despre cutremure..... 2.2. Date despre zidrie... 2.3. Soluii de protecie antiseismic a zidriilor.......... 2.4. Zidrie armat cu grile polimerice.................................... 2.5. Brevetul OSIM NR.112373 .............................................. 2.6. Date despre armtura polimeric ... 2.7. Grilele polimerice tip TENSAR......................................... 2.8. Concepia RichterGard de protecie antiseismic............ 2.9. Prescripiile oficiale 2.10. Cauzele avariilor n construcii din zidrie teoria dislocailor.

    2.10.1. Conformarea grilelor...... 2.10.2. Geometria grilelor i cinematica nodurilor integrate........ 2.10.3. Mecanismul de transfer al eforturilor .

    7 7 8 9 10 11 11 12 13 14 14 16 18 19

    CAP. 3. CRITICA STADIULUI CUNOATERII 3.1. Tabel comparativ 3.2. Comentarii 3.3. Construcii cu perei de zidrie, confinai cu componente structurale din beton armat

    21 24 25 44

    CAP. 4. PROCEDEE DE ARMARE. PERFORMANE TEHNOLOGICE ... 4.1. Procedee de armare cu grile polimerice tip RG. 4.2. Detalii constructive.

    4.2.1. Zidrie armat cu grile polimerice tip RG 4.2.2. Zidrie confinat cu grile polimerice tip RG 4.2.3. Zidrie armat i confinat cu grile polimerice tip RG 4.2.4. Detalii constructive de aezare a grilelor.

    4.3. Aplicaii practice ale sistemului RichterGard. 4.4. Concluzie

    45 45 49 50 53 55 57 59 61

    CAP. 5. PERFORMANE ERGONOMICE.. 5.1. Ergonomia.. 5.2. Calculul lucrului mecanic.. 5.2.1. Zidrie armat din crmizi cu goluri i mortar de ciment, cu armtur STNB..

    5.2.2. Zidrie confinat din crmizi cu goluri i mortar de ciment, cu armtur STNB. 5.2.3 Zidrie armat i cmuit din crmizi cu goluri i mortar de ciment, cu armtur STNB 5.2.4. Zidrie armat din crmizi pline i mortar de var, cu armtur polimeric.

    63 63 64 65 66 67 68

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    4

    5.2.5. Zidrie confinat din crmizi pline i mortar de var, cu armtur polimeric. 5.2.6. Zidrie armat i confinat din crmizi pline i mortar de var, cu armtur polimeric.

    5.3. Concluzie.

    68 69 70

    CAP. 6. PERFORMANE MECANICE .... 6.1. Performane de rezisten.

    6.1.1. Modelul matematic Prandtl al zidriei simple... 6.1.2. Modelul matematic Prandtl al zidriei armate...... 6.1.3. Modelul matematic Prandtl al zidriei armate i confinate la compresiune

    axial.... 6.1.3.1. Zidrie armat cu grile inserate ntre asize...

    6.1.3.2. Zidrie confinat cu grile polimerice 6.2. Performane de rigiditate

    6.2.1. Curba caracteristic - la compresiune a zidriei simple de crmid . 6.2.2. Calculul energiei de deformaie a zidriei simple 6.2.3. Zidrie armat la 3 i 5 asize.

    6.2.3.1. Calculul energiei de deformaie a zidriei armate n 3 asize 6.2.3.2. Calculul energiei de deformaie a zidriei armate n 5 asize

    5.3. Concluzie..

    71 71 71 76 80 81 84 86 86 88 89 91 92 92

    CAP. 7. PERFORMANE DE FIABILITATE 7.1. Evaluarea siguranei conform ISO 13822:2001 7.2. Structuri de zidrie armate i confinate .. 7.3. Sigurana structural i calculul de fiabilitate ... 7.4. Niveluri de siguran ale metodelor de reabilitare pentru structurile de zidrie .. 7.5. Concluzie........

    93 93 95 97 99 105

    CAP.8. NCERCRI EXPERIMENTALE N LABORATOR. PERFORMANE DE REZISTEN N STAREA LIMIT ULTIM..........

    8.1. ncercri statice.. 8.2. ncercri pseudo-dinamice 2D 8.3. ncercri seismice 3D

    8.3.1. Modelul tridimensional al unei cldiri din zidrie cu dou nivele 8.3.2. Modelele tridimensionale ale cldirii din zidrie cu un singur nivel, din dou tipuri de crmid 8.3.3. Modelul tridimensional al unui cadru de beton armat cu dou nivele, completat cu perei nearmai de zidrie din crmid cu goluri.

    8.4. Concluzie.

    107 107 113 117 118 119 125 126

    CAP. 9. PERFORMANE ECONOMICE . 9.1. Importana consumului iniial de energie 9.2. Terminologie 9.3. Consumul iniial de energie. Metoda de analiz i indicii obinui...... 9.4. Crmida.........

    9.4.1. Crmida plin poroas........ 9.4.2. Crmida plin presat.. 9.4.3. Crmida ceramic (cu goluri) ....

    9.5. Mortarul... 9.6. Zidria simpl..

    127 127 128 129 131 132 133 134 135 137

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    5

    9.7. Zidria armat cu armtur metalic de tip STNB ...... 9.7.1. Cmuirea zidriei cu armtur metalic.

    9.7.1.1. Volumul de armtur folosit pentru cmuire. 9.7.1.2. Cantitatea de energie primar nglobat n tencuiala armat. 9.7.1.3. Cantitatea de energie primar nglobat n zidria cmuit cu STNB..

    9.7.2. Inseria armturii de tip STNB n rosturi. 9.7.2.1. Crmida. 9.7.2.2. Mortarul 9.7.2.3. Armtura de tip STNB.. 9.7.2.4. Zidria din crmid plin armat cu armtur STNB 9.7.2.5. Zidria din crmid GVP armat cu armtur STNB

    9.7.3. Armare i cmuire cu armtur metalic de tip STNB 9.7.3.1. Energia primar nglobat n tencuiala armat 9.7.3.2. Energia primar nglobat n zidria de crmid plin.. 9.7.3.3. Energia primar nglobat n zidria de crmid GVP..

    9.8. Zidria armat cu grile polimerice.. 9.8.1. Armtura polimeric.. 9.8.2. Mortarul....... 9.8.3. Confinarea zidriei cu grile polimerice

    9.8.3.1. Cantitatea de energie primar nglobat n tencuiala armat.. 9.8.3.2. Energia primar nglobat n zidria confinat, din crmid plin 9.8.3.3. Energia primar nglobat n zidria confinat, din crmid GVP

    9.8.4. Armarea zidriei prin inserarea n rosturi a grilelor polimerice 9.8.4.1. Zidrie armat la 1 rnd 9.8.4.2. Zidrie armat la 2 rnduri.. 9.8.4.3. Zidrie armat la 3 rnduri... 9.8.4.4. Zidrie armat la 5 rnduri..

    9.8.5. Zidrie armat n rosturi i confinat cu grile polimerice. 9.8.5.1. Zidrie armat la 1 rnd i confinat cu grile polimerice. 9.8.5.2. Zidrie armat la 2 rnduri i confinat cu grile polimerice 9.8.5.2. Zidrie armat la 3 rnduri i confinat cu grile polimerice 9.8.5.4. Zidrie armat la 5 rnduri i confinat cu grile polimerice

    9.9. Concluzii.

    139 140 140 141 142 150 150 150 150 151 159 166 166 167 174 180 180 181 181 181 182 182 189 189 193 197 201 205 205 207 209 211 220

    Cap. 10. CONCLUZIE ........... 10.1. ndeplinirea obiectivelor tezei. 10.2. Contribuiile personale ale autoarei... 10.3. Valoarea aplicativ a rezultatelor tezei.

    221 221 222 222

    BIBLIOGRAFIE GLOSAR DE TERMENI LISTA SIMBOLURILOR I UNITILOR DE MSUR

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    6

    CAPITOLUL 1. INTRODUCERE 1.1. EXPLICAREA TITLULUI TEZEI Titlul tezei anun obiectivele lucrrii, care se refer la performanele zidriei de crmid

    i mortar de var armate cu grile polimerice. n tez sunt evideniate calitile de rezisten i stabilitate mecanic ale zidriei de

    crmid armate n cele trei procedee de armare, inserarea n rosturi, armarea pe suprafaa exterioar (cmuirea) i armarea cu cmuire cu grile polimerice, n vederea reducerii pagubelor produse de cutremure.

    Zidria armat este studiat din punct de vedere al performanelor de rezisten, rigiditate, energetice, economice i tehnologice, fcnd i o comparaie cu alte tipuri de armare tradiionale i mai noi.

    1.2. IMPORTANA SUBIECTULUI Lucrarea trateaz un subiect care constituie o preocupare pentru lumea specialitilor, i

    anume protecia n faa unui fenomen natural imprevizibil i incontrolabil, cutremurul de pmnt.

    Se tie c peste 90% din numrul victimelor omeneti din urma unui cutremur sunt provocate de prbuirea construciilor fcute de mna omului. n rile avansate tehnologic tot mai multe construcii se asigur pe baza unor documentaii riguroase ntocmite de experi tehnici. Construciile sunt difereniate dup riscul seismic pe care l prezint i cu acel prilej se recomand i msurile imediate de protecie dup principiul c prevenirea este preferabil reabilitrii.

    Cu concursul tehnologiilor avansate, s-au imaginat mai multe procedee de protecie a zidriei vechi i/sau noi mpotriva aciunilor dinamice laterale de scurt durat. Unul dintre acestea este sistemul RichterGard. Sistemul a fost experimentat succesiv, ncepnd cu 1994, n laboratoarele de inginerie seismic ale INCERC Iai, ISMES Bergamo, JRC Ispra i LNEC Lisabona, iar din 1999 s-a aplicat la construcii existente, mai vechi i mai noi, n Romnia.

    Sistemul RichterGard ofer n primul rnd o nou perspectiv conceptual susinut prin Teoria dislocaiei. n al doilea rnd performanele structurale i avantajele practice, desigur n limitele lor de valabilitate, sunt deosebit de atractive. Prin folosirea armturii polimerice zidria de crmid elastic i casant primete rezistena i plasticitatea de care are nevoie ca s consume energia cinetic indus.

    1.3. ACTUALITATEA SUBIECTULUI Statisticile publicate de Societatea german de asigurri Munich Re Group arat c n

    decursul ultimelor cinci decenii pagubele produse de catastrofele naturale, inclusiv cutremure, au crescut exponenial. Din statisticile de lung durat rezult c n deceniul 1950-1959 au avut loc 20 catastrofe cu pierderi de 42,2 miliarde dolari, iar n deceniul 1990-1999 numrul lor a crescut la 89 cu pierderi de 652,3 miliarde dolari.

    Desigur, unele catastrofe pot fi atribuite schimbrilor climatice datorate polurii; totui fenomenele naturale nu s-au schimbat n ultimele decenii att de mult ca s explice explozia pagubelor din statistici. Frecvena i intensitatea cutremurelor au rmas practic aceleai de sute de ani. Creterea pagubelor se explic numai prin concentrarea populaiei n orae i avarierea dotrilor tehnologice tot mai complexe i mai scumpe, extinse n reele complicate, care pot paraliza n cteva secunde toat viaa public i privat.

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    7

    n ultimul timp, n ara noastr se vorbete tot mai mult de iminena unui cutremur de mare intensitate. Datele statistice i specialitii confirm aceast idee care, preluat de mass-media i speculat, a creat o adevrat isterie.

    Avnd n vedere cele de mai sus, teza abordeaz un subiect de mare importan i actualitate pentru sigurana construciilor i, prin urmare, pentru viaa oamenilor.

    1.4. OBIECTIVELE TEZEI

    1. Sinteza documentar a procedeelor de armare cunoscute i folosite n consolidarea cldirilor de zidrie, dar i analiza critic a acestor procedee tradiionale i mai nou folosite.

    2. Performanele tehnologice n raport cu alte metode de consolidare cunoscute i aplicate pn n prezent, cu prezentarea unor detalii constructive, prin care se arat c aplicarea grilelor se face uor, nu necesit pregtire special prealabil a zidarilor i nici dispozitive speciale.

    3. Performanele ergonomice pe baza unor calcule comparative a lucrului mecanic necesar pentru realizarea unui metru cub de zidrie n mai multe variante de armare.

    4. Performanele mecanice, de rezisten i de rigiditate, a zidriei armate cu grile polimerice, comparativ cu alte tipuri de armare. S-a calculat sporul de rezisten la armarea i confinarea cu grile polimerice fa de zidria nearmat.

    5. Performane de fiabilitate i determinarea nivelurilor de siguran ale metodelor de consolidare a zidriei. Calculul fiabilistic suplinete o lacun n evaluarea global a siguranei construciilor, deoarece concepia actual de evaluare const n identificarea seciunilor transversale care ar putea ceda n anumite ipoteze de ncrcare.

    6. Performanele energetice - energia caloric. ntruct preul de vnzare a materialelor de construcii variaz n funcie de diveri factori, s-a elaborat un studiu bazat pe criteriul energetic, adic pe cantitatea de energie nglobat n produs.

    7. Performane economice.

    1.5. CONINUTUL TEZEI DE DOCTORAT Teza a fost structurat pe 10 capitole: CAPITOLUL 1 - INTRODUCERE, n care se explic titlul tezei, se arat importana i

    actualitatea subiectului, obiectivele tezei i modul de tratare. CAPITOLUL 2 - STADIUL CUNOATERII N DOMENIU. n acest capitol se face o

    trecere n revist a metodelor de armare a zidriei, ncepnd cu cele tradiionale i pn la cele folosite recent n construcii. De asemenea sunt prezentate prescripiile oficiale privind armarea zidriei cu grile polimerice.

    CAPITOLUL 3 - CRITICA STADIULUI CUNOATERII, n care se face un studiu comparativ ntre zidria tradiional cu mortar de var i crmizi pline i zidria modern cu mortar de ciment i crmizi cu goluri.

    CAPITOLUL 4 PERFORMANE TEHNOLOGICE. Aici se prezint procedeele de armare a zidriei cu grile polimerice i detaliile constructive.

    CAPITOLUL 5 PERFORMANE ERGONOMICE, cu un calcul comparativ al lucrului mecanic necesar pentru realizarea unui metru cub de zidrie n mai multe variante de armare.

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    8

    CAPITOLUL 6 PERFORMANE MECANICE, n care se trateaz rezistena i rigiditatea n starea limit de serviciu a unor elemente de zidrie armate i confinate cu grile polimerice i se face un calcul comparativ al energiei specifice de deformaie.

    CAPITOLUL 7 PERFORMANE DE FIABILITATE o abordare care suplinete o lacun prin evaluarea global a siguranei n funcionare a construciilor conform ISO 13822:2010, precum i nivelurile de siguran ale metodelor de reabilitare a zidriei simple i armate

    CAPITOLUL 8 NCERCRI EXPERIMENTALE N LABORATOR I PERFORMANE DE REZISTEN se refer la ncercrile statice i dinamice efectuate n laboratoare din ar i din strintate, care au scos n eviden comportarea elementelor armate cu grile polimerice n starea limit ultim i comportarea la cutremur a unor modele de zidrie armat cu grile polimerice.

    CAPITOLUL 9 PERFORMANE ENERGETICE ENERGIA CALORIC. n acest capitol se realizeaz un calcul energetic, pornind de la energia iniial nglobat n zidrie, comparnd din acest punct de vedere diferite tipuri de zidrie, ncepnd de la cea simpl pn la cea armat i confinat, cu diferite tipuri de armturi care se folosesc n prezent.

    CAPITOLUL 10 - CONCLUZIE privind modul de ndeplinire a obiectivelor tezei enunate n introducere, contribuiile personale ale autorului i valoarea aplicativ a rezultatelor tezei.

    n virtutea cerinelor academice, teza mai cuprinde n afar de bibliografie: prescripiile oficiale de referin, lista simbolurilor i a unitilor de msur n sistemul internaional, i glosarul de termeni folosii.

    CAPITOLUL 2. STADIUL CUNOATERII N DOMENIU

    2.1. DATE DESPRE CUTREMURE Cutremurele de pmnt sunt micri ale scoarei pmntului, cu durat redus, produse

    de eliberarea brusc de energii acumulate n crusta terestr, n zonele de surs. Energia eliberat brusc din focar se propag n toate direciile sub forma unor unde elastice, numite seismice, de adncime, intermediare i superficiale.

    n calculul dinamic al structurilor micarea seismic este descris prin variaia n timp a acceleraiei terenului (accelerogram).

    2.2. DATE DESPRE ZIDRIE Zidria este un ansamblu de uniti de zidrie aezate dup un model specificat i unite

    mpreun cu mortar. n ultimul timp se spune, n mod greit, c zidria este un material compozit. n realitate,

    zidria este o asociere dintre dou materiale cu caliti fizico-mecanice diferite. Crmizile sunt fabricate din argil prin ardere i sunt elastice, dar casante. Mortarul este un amestec de var cu nisip i ap, fiind esenial plastic. Cele dou materiale se asociaz n cmpul gravitaional i cu ajutorul acestuia.

    n zidrie, crmizile ocup 85% din volumul total, iar mortarul numai 15%, dar deformaiile lor verticale sunt 10% din crmizi i 90% din mortar. Zidria este destinat prin concepie i construcie aciunilor verticale din gravitaie i nicidecum aciunilor laterale din cutremurele de pmnt.

    Dup cutremurul din 10 noiembrie 1940, profesorul Aurel A. Bele scria n BULETINUL SOCIETII POLITEHNICE, la pagina 1199, c se recomand cu fermitate evitarea crmizilor gurite ca i a zidriei cu goluri de tip american. Cutremurul din 4 martie 1977 a confirmat recomandarea profesorului Bele, care continu s fie ignorat i astzi.

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    9

    2.3. SOLUII DE PROTECIE ANTISEISMIC A ZIDRIILOR

    n uzul curent, pentru armarea zidriei se folosesc, ca msuri de protecie, urmtoarele metode: 1) Confinarea zidriei cu smburi i centuri din beton armat; 2) Cmuirea zidriilor cu armturi metalice, sub form de bare independente sau plase, nglobate n mortar de ciment i 3) Sisteme de zidrie armat constnd din blocuri ceramice produse industrial i prevzute cu canale prin care s fie trecute armturile metalice, desigur dup nglobarea lor n mortar de ciment. Toate metodele menionate mai sus nu nseamn altceva dect armarea zidriei cu beton armat.

    Tehnologiile avansate ofer soluii din cele mai neateptate i surprinztoare. Prin ridicarea n 1935 a bisericii din Rebegeti-Buftea cu 3,5 m de ctre Emil Prager i

    strmutarea in anii 1980 a bisericilor din Bucureti de ctre Ing. Iordchescu Romnia poate fi considerat precursoare n interveniile la bazele cldirilor. [5, 6]

    2.4. ZIDRIE ARMAT CU GRILE POLIMERICE O soluie alternativ este s se armeze mortarul din rosturi cu grile polimerice din

    polietilen de nalt densitate i rezisten. n comparaie cu soluiile de protecie antiseismic prezentate mai sus armarea i cmuirea zidriilor cu grile polimerice avnd noduri integrate se prezint ca soluii constructive perfect realiste i mai ales convenabile.

    2.5. BREVETUL OSIM NR.112373 B1

    n 1995, prin brevet, s-a propus folosirea grilelor polimerice cu noduri integrate, fabricate

    de firma englez Tensar n lucrrile de zidrie. Brevetul de invenie OSIM nr.112373 B1, avnd titulari pe prof. Sofronie Ramiro i pe dr. Feodorov Valentin Procedeul de armare i consolidare a zidriilor cu grile sintetice - prevede armarea i consolidarea zidriilor cu grile sintetice din polimeri de nalt densitate pentru zidrie din crmid plin, cu goluri, blocuri ceramice sau blocuri de beton.

    Comisia de Agrement Tehnic n Construcii a agrementat sub nr.008-01/017-1999, Procedee de armare antiseismic i confinare a lucrrilor de zidrie armat cu utilizarea grilelor Tensar, titular s.c. Iridex Group Construcii s.r.l, Bucureti.[7]

    2.6. DATE DESPRE ARMTURA POLIMERIC Pentru alegerea tipului de grile, exist trei criterii: 1) rezistena nalt la ntindere la deformaii mici; 2) deformaiile de lung durat s rmn sub control; 3) nodurile grilelor s fie integrate i rigide. Pentru armarea zidriei cu grile polimerice, nu se poate folosi orice tip de gril sintetic.

    Grilele Tensar, fabricate din polietilen sau polipropilen prin etirare la cald, au configuraia i caracteristicile fizico-mecanice garantate de productorul englez. n figura 2.1 este prezentat modul de fabricare a grilelor polimerice Tensar, dup licena deinut de Tensar International Limited din Anglia.

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    10

    2.7. GRILELE POLIMERICE TIP TENSAR

    Rezistenele unitare corespunztoare n nervurile celor trei tipuri de grile, prezentate n tabelul de mai jos, arat c ele sunt superioare rezistenei oelului beton OB37 i chiar PC52. Rezistenele n noduri sunt de circa nou ori mai mici dar suprafeele acestora sunt corespunztor mai mari. [8]

    Figura 2.5. Caracteristicile geometrice ale grilelor polimerice

    Durabilitatea:

    Pentru ecartul de temperatur -50+80: 120 ani; Expunere la soare: 25 ani;

    Rezisten biologic i rezisten chimic garantate.

    2.8. CONCEPIA RICHTERGARD DE PROTECIE ANTISEISMIC Concepia sistemului RichterGard (RG) const n punerea n valoare a resurselor de

    rezisten ale zidriei i evitarea concentrrilor locale de eforturi unitare. n acest scop construciile din zidrie se cmuiesc perimetral, la exterior, cu grile polimerice nglobate n mortar de var sau var-ciment. n plus, dac este cazul, la fel se cmuiesc prin nfurare de jur mprejur i componentele lor structurale.

    Sporul de rezisten i de capacitate portant provine de la grile i spaializarea strii de eforturi unitare a zidriei, iar sporul de rigiditate provine din geometria componentelor structurale a cror continuitate i integritate au fost restabilite prin confinare. Sistemul RG pstreaz integritatea zidriei originale, care nu este nici tiat nici gurit i datorit reversibilitii ei poate fi oricnd scoas fr a provoca stricciuni iremediabile structurii. [9]

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    11

    2.9. PRESCRIPII OFICIALE PRIVIND PROTECIA ANTISEISMIC PRIN ARMAREA ZIDRIEI CU GRILE POLIMERICE

    Grilele polimerice sunt menionate ca soluii de armare antiseismic n urmtoarele coduri

    de zidrie: - Eurocodul 8 unde la clauzele C.5.1.1.(3), C.5.1.1.(4), C.5.1.1.(5) i C.5.1.8.(1) se

    menioneaz grilele polimerice pentru zidrie. - Codul P100-1/2004 prin clauzele 8.2.6(1) i 8.2.6(2), pag.244-245. - Codul CR6-2006 pentru zidrie clauza 3.5 - Codul P100-1/2006 prin clauza 8.2.6

    2.10. CAUZELE AVARIILOR N CONSTRUCII DIN ZIDRIE TEORIA DISLOCAILOR

    Din punctul de vedere al Teoriei dislocaiei, rosturile verticale dintre crmizi se prezint ca imperfeciuni geometrice structurale. n cazul aciunilor de scurt durat, ca cele dezvoltate de cutremurele de pmnt, nu mai este timp ca prin deformaii plastice concentrrile locale de eforturi s fie redistribuite seciunilor transversale vecine. Totui, prin cercetri teoretice i experimentale s-a gsit o soluie: acoperirea prin suprapunere cu o gril polimeric, nglobat n mortar, a tuturor imperfeciunilor geometrice poteniale ale zidriei.

    Prin geometria regulat i rezistena ei la ntindere grila va prelua eforturile din zidrie i le va redistribui n mod uniform seciunilor transversale vecine nlturnd pericolul de dislocaii sau fracturi, ambele nsemnnd avarii (Figura 2.5.b).

    Figura 2.5 a Eforturile unitare sub o for Figura 2.5 b Grila suprapus peste imperfeciune

    La o arie mare rezult un efort unitar mic iar la o arie mic eforturile rmn uniform

    distribuite dar foarte mari.

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    12

    Figura 2.7. Hiperbola lui Bernoulli

    2.10.1. CONFORMAREA GRILELOR Practic conformarea grilei se obine prin congruena sau oglindirea succesiv a hiperbolei

    lui Bernoulli fa de una sau ambele axe ortogonale de referin O i OA.

    Figura 2.8. Congruena hiperbolei lui Bernoulli

    Repetarea operaiei de oglindire a configuraiei unui nod dup cele dou direcii prin izomorfism conduce la grila conformat ca un sistem de bare de egal capacitate portant la ntindere axial, dup una sau dou direcii.

    2.10.2. GEOMETRIA GRILELOR I CINEMATICA NODURILOR INTEGRATE

    Grilele bietirate au patru axe de simetrie, dou paralele cu nervurile i dou paralele cu diagonalele ochiurilor (Figura 2.9.).

    Figura 2.9. Geometria grilelor bietirate

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    13

    2.10.3. MECANISMUL DE TRANSFER AL EFORTURILOR Mecanismul de transfer al eforturilor unitare de la matrici la grile se face prin ancorarea

    nodurilor integrate. Nodurile transform eforturile unitare care se concentreaz n jurul lor n eforturi secionale. Acestea sunt in principal fore de ntindere pe care apoi nervurile le transmit mai departe la nodurile vecine.

    CAPITOLUL 3 CRITICA STADIULUI CUNOATERII Zidrie nou, modern (Englez: mascrete) o asociere n cmpul gravitaional i cu

    concursul acestuia dintre crmizi ceramice pline sau cu goluri din argil ars cu mortare de ciment sau ciment-var ntr-o piatr artificial caracterizat prin proprieti aproape identice de casan, continuitatea deformaiilor datorit modulelor de elasticitate aproape identice, dilatarea termic liniar este definit prin = 10x10-6 0C-1, descrcarea aciunilor gravitaionale n direcia liniilor verticale de cmp, iar prin lipsa efectului de sandwich adaptarea spontan la aciunile de lung durat este inexistent.

    Zidrie veche, original (Englez: masonry) o asociere n cmpul gravitaional i cu concursul acestuia dintre crmizi pline poroase sau presate din argil ars cu mortare de var sau var-ciment ntr-o piatr artificial caracterizat prin proprieti de complementaritate elasto-plastic, discontinuitatea deformaiilor datorit modulelor de elasticitate diferite ale crmizilor i mortarelor, dilatarea termic liniar este definit prin = 5x10-6 0C-1, descrcarea aciunilor gravitaionale prin efectul de bolt, iar adaptarea spontan la aciunile de lung durat prin efectul de sandwich.

    n Tabelul 3.1. sunt prezentate comparativ aceste deosebiri:

    3.1. TABEL COMPARATIV ntre caracteristicile fizico-mecanice ale zidriei originale, pe baz de mortar de var, i

    zidriei modeme, pe baz de mortar de ciment

    CARACTERISTICI FIZICO-MECANICE ZIDRIA

    ORIGINAL ZIDRIA

    MODERN 1. Tipul de crmid Solid, poroas Cu goluri, ceramic 2. Tipul de mortar Var ductil Ciment - casant 3. Greutatea specific a zidriei 18 kN/m3 20 kN/m3 4. Vrsta n ani >4000

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    14

    17. Tipul compatibil de armtur Nemetalic, de ex polimeric

    Metalic, din oel

    18. Tipuri de armare Numai pasiv Pasiv i activ 19. Mecanismul de transfer al eforturilor de la mortar la armtur

    Prin ancorare, cu eforturi (sigma)

    Efectul de menghin, cu eforturi (tau)

    20. Pretabilitate la pretensionare Nu Da

    21. Pretabilitatea la armarea cu fibre de sticla, carbon sau metalice

    Nu Da, cu anumite rezerve

    22. Pretabilitate la perforare Nu Da

    23. Efectul de sandwich Da Nu

    24. Efectul de bolt Da Nu 25. Reversibilitate - nlocuirea crmizilor avariate Da Nu 26. Recuperarea crmizilor dup demolare Da Nu 27. Dac ascunde un secret profesional? Da Nu 28. Compatibilitatea cu lemnul Da Nu

    29. Compatibilitatea cu zidria n monumente Da Nu 30. Rspunsul n urma ncercrii pe masa seismic Mortarul cedeaz Crmida se sparge 31. Plauzibilitatea, conform ISO 13822:2010 nalt Redus 32. Costul zidriei nearmate 195 Euro/m3 285 Euro/m3 33. Rezistena la imersiune n ap Redus nalt 34. Rezistena la nghe Redus nalt 35. Rezistena la poluarea din aer sau din ploi acide

    Redus nalt

    3.3. CONSTRUCII CU PEREI DE ZIDRIE, CONFINAI CU COMPONENTE

    STRUCTURALE DIN BETON ARMAT Construciile cu perei de zidrie, confinai cu componente structurale din beton armat,

    sunt puternic neomogene. Greutile specifice ale celor dou materiale difer ntre ele cu 25%, ceea ce atrage dup sine o distribuie neuniform a maselor. Componentele structurale din beton armat conduc la concentrri locale de mase care, n condiii seismice, devin concentrri locale ale forelor de inerie. Ori, dup Teoria dislocaiilor, materialele casante cedeaz tocmai n urma concentrrilor de eforturi.

    Pe de alt parte, raportul dintre modulele de elasticitate ale celor dou materiale, beton armat i zidrie, poate depi cu mult 10, iar coeficienii lor de dilatare termic liniar difer de la simplu la dublu. n aceste condiii nu poate fi vorba de conlucrarea zidriei cu betonul armat. Nici mcar participarea lor comun la disiparea energiei induse nu poate fi evaluat n nici un fel; de aceea, n calculele de ductilitate, conform prescripiilor oficiale, se admite doar contribuia betonului armat fr zidrie, chiar dac aceasta este majoritar ca volum.

    Din punct de vedere termic, zidria armat n rosturi orizontale, dar mai ales cea cmuit, ridic mari probleme practice i conceptuale de termoizolare.

    CAPITOLUL. 4. PROCEDEE DE ARMARE. PERFORMANE

    TEHNOLOGICE I ERGONOMICE 4.1. PROCEDEE DE ARMARE CU GRILE POLIMERICE TIP RG

    RichterGard este un acronim i nseamn aprare contra cutremurelor msurabile.

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    15

    Exist trei procedee de armare cu grile polimerice i anume: 1). Armarea n rosturi const n inseria de grile n rosturile orizontale (fig. 4.1). Aceast metod necesit folosirea a numai 200-300 g de grile polimerice pe metru cub

    de zidrie, creia i corespunde un cost suplimentar de numai 0,4-0,6%. 2). Armarea mortarului pe suprafeele exterioare ale zidriei (confinarea), procedeul

    putnd fi aplicat la construciile existente sau la cele noi. Prin acest procedeu se mrete rezistena la forfecare. Confinarea (cmuirea) componentelor structurale cu grile polimerice, are scopul obinerii unui efect tridimensional de confinare. Confinarea poate fi pasiv cnd grilele rmn plane, netensionate, sau activ cnd grilele sunt puin pre-tensionate. Prin acest procedeu de armare se sporete capacitatea portant a zidriei.

    3). Armarea i cmuirea zidriei. Prinderea grilelor pe pereii de zidrie se face cu ajutorul unor agrafe din cuie de oel

    inoxidabil prevzute cu rozete din polietilen de fixare. Rolul acestor dispozitive de prindere nceteaz odat cu ntrirea mortarului i nu particip la transferul de eforturi. Consumul de grile i manopera celor dou ultime procedee mrete costul zidriei cu pn la 6%. Capacitatea portant i ductilitatea cresc mai mult, iar rspunsul zidriei la aciunile seismice se mbuntesc substanial.

    Sistemul RichterGard se folosete la urmtoarele activiti: 1) Refacerea zidriei avariate; 2) Consolidarea pereilor i stlpilor; 3) Remodelarea i reconformarea (modificarea geometriei); 4) Reabilitarea; 5) Restaurarea monumentelor istorice i culturale; 6) Recondiionarea zidriei afectate de umiditate etc. Semnificaia fiecrei activiti este explicat n Glosarul de termeni anexat n tez. 4.3. DETALII CONSTRUCTIVE

    4.3.1. ZIDRIE ARMAT CU GRILE POLIMERICE TIP RG

    Fig. 4.5. Coloana din zidrie de crmid

    armat la dou rnduri fr tencuial Fig. 4.8. Ramificaie din zidrie din crmizi

    cu goluri armat la dou rnduri cu tencuial

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    16

    4.2.2. ZIDARIE ARMAT I CONFINAT CU GRILE POLIMERICE TIP RG

    Fig. 4.14. Coloan de

    zidrie din crmizi armat i confinat

    Fig. 4.12. Ramificaie de zidrie armat i confinat din

    crmid

    Fig. 4.13. Intersecie de zidrie armat i confinat din

    crmid 4.3. APLICAII PRACTICE ALE SISTEMULUI RICHTERGARD ncepnd cu anul 1999 procedeul de protecie antiseismic a structurilor de zidrie

    existente a fost aplicat la mai multe cldiri vechi care n decursul serviciului lor de mai multe decenii au suportat cutremure severe de pmnt, n acelai an procedeul a fost agrementat de MLPAT cu nr. 008-01/017-1999, iar din 2003 a fost inclus n Eurocodul 8 prin clauzele C.5.1.1 (3), C.5.1.1 (4), C.5.1.1 (5) i C.5.1.8.

    Procedeul de protecie antiseismic RichterGard a fost aplicat la mai multe cldiri vechi care n decursul serviciului lor de mai multe decenii au suportat cutremure severe de pmnt.

    CAPITOLUL 5. PERFORMANE ERGONOMICE Lucrul mecanic necesar pentru construirea unui metru cub de zidrie simpl,

    considernd deplasarea materialelor de la distana de 1m: Lcp = 18 kN/m

    3 x 1 m3 x 1m = 1,8 x 103 J LGVP = 20 kN/m

    3 x 1 m3 x 1m = 2 x 103 J Creterea este de 11,1 %

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    17

    Figura 5.2 Lucrul mecanic pentru zidria confinat cu armtur STNB, din crmizi cu

    goluri i mortar de ciment

    Figura 5.5 Lucrul mecanic pentru zidria confinat cu armtur polimeric, din crmizi

    pline i mortar de var

    CAPITOLUL 6. PERFORMANE MECANICE

    6.1. PERFORMANE DE REZISTEN

    6.1.1. Modelul matematic Prandtl al zidriei simple Pentru a explica comportarea zidriei sub aciunea simultan a forei verticale de

    compresiune P i a celei orizontale de forfecare Q, s-a adoptat modelul matematic Prandtl. Crmizile sunt considerate n straturi paralele, rigide i dure, iar mortarul ca un strat subire, plastic, cu un raport a/b ntotdeauna mai mare ca 10 (fig. 6. 3).

    Fig. 6.3. Starea limit a efortului tangenial

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    18

    Cnd compresiunea depete starea limit de echilibru plastic, stratul de mortar este expulzat dinspre centru spre margini. La suprafaa de contact apar eforturi tangeniale mari.

    Cnd este supus numai forfecrii pn la limita de echilibru plastic, n stratul de mortar apar eforturi tangeniale (fig. 6.2b). De obicei forele P i Q acioneaz simultan

    Starea de eforturi:

    2

    2

    2

    1

    2

    112

    2

    1

    2arcsin1

    1

    1

    b

    y

    b

    xakx

    (6.33)

    b

    xaky

    2

    1

    2arcsin1

    1

    1 2

    (6.34)

    b

    ykxy

    2

    1

    2

    1 (6.35)

    Fora de expulzie dezvoltat n straturile de mortar este compus de influena eforturilor normale x, i a celor tangeniale xy. Acestea sunt:

    b

    b

    xx axkdyN ))(1( (6.49)

    bkkb

    kb

    kSx )(1

    2

    2

    1

    1

    2

    2

    111

    (6.50)

    6.1.2. Modelul matematic Prandtl al zidriei armate

    Insernd armtur n asize, fenomenul expulziei poate fi redus sau prevenit (fig. 6. 9).

    Fig. 6.9. Asiz armat cu gril polimeric

    Condiia de rezisten este: FR (6.57)

    unde R este rezistena de proiectare a armturii sintetice n kN/m.

    6.1.3. Modelul matematic Prandtl al zidriei armate i confinate, la compresiune axial

    (6.58)

    b

    x

    b

    a

    ka

    Pky

    2

    1

    4

    1

    2

    (6.59)

    b

    ykxy

    2

    1

    2

    1 (6.60)

    2

    1 2

    k k

    xy y x

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    19

    6.1.3.1. Zidrie armat cu grile inserate ntre asize Fora de expulzie, n cazul particular al compresiunii axiale

    b

    b

    b

    b

    xx bxaka

    Pbkdy

    b

    y

    b

    x

    b

    a

    ka

    PkdyN 212

    22 2

    2

    (6.73)

    Valoarea forei de compresiune axial P la care n zidria plan apare expulzia

    mortarului:

    bab

    akP )2( . (6.76)

    Insernd gril polimeric cu rezistena R ntre asize, dac F < R atunci expulzia mortarului va fi prevenit. La starea limit de echilibru, pentru x = 0 i F = -R, comparnd (6.54) cu (6.76), se va gsi succesiv

    Pb

    a

    a

    baR

    )2(

    )(2

    i )]2([

    )(2

    a

    b

    a

    ba

    RP

    sau KPR (6.77)

    unde

    )]2([

    )1(2

    K . (6.78)

    Se observ c coeficientul K depinde numai de geometria zidriei. Capacitatea portant

    a elementelor structurale depinde numai de rezistena zidriei i de calitatea armturii. Exemple numerice Pentru datele urmtoare: 1. Mortar M1 EC6 k = 0.1 MPa = 100 kPa; 2. Geometria zidriei: a = 120 mm i b = 5 mm; 3. Armtura grile Tensar RG20: R = 20 kN/m; 4. Armtura grile Tensar RG30: R = 30 kN/m; 5. Armtura grile Tensar RG40: R = 40 kN/m. Pentru mortar simplu, conform (6.76)

    P = 100x0,12/0,005x [0,12+ (3,14 + 2) x0,005] = 349,68 kN/m Pentru = 0,12:0,005 = 24, K = 0,072 i un singur strat armat cu o gril polimeric rezult:

    Tensar RG20 PRG20 = 1:0.072x20 = 277.8 kN/m < 349.68 kN/m Tensar RG30 PRG30 = 1:0,072x30 = 416,7 kN/m > 349,68 kN/m Tensar RG40 PRG40 = 1:0,072x40 = 555,6 kN/m > 349,68 kN/m

    Rezult c grila RG20 este prea slab pentru a preveni expulzia, n timp ce grila RG30 dovedete o rezerv de siguran de 416,7: 349,69 = 1,19 sau 19%, i grila RG40 aduce o rezerv de siguran de 555,6: 349,68 = 1,59 sau 59%.

    Fora de rezisten necesar la expulzie va fi: R =KP = 0,072x1625 = 117 kN/m, Numrul necesar de grile de caliti diferite este: RG40 n40 = 117:20 = 2,93 3#; RG30 n30 = 3,90 4#; RG20 n20 = 5,85 6#

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    20

    5.1.3.2. Zidrie confinat cu grile polimerice

    Figura 6.15: Asiz cu mortar simplu Figura 6.16: Asiz cu mortar armat

    n cazul cnd stratul de mortar dintre cele dou crmizi este armat cu o gril (Fig. 6. 16)

    PKR1

    (6.86)

    n cazul cnd n straturi sunt armate cu grile polimerice (Fig. 6. 18) atunci

    PKn

    R1

    1

    (6.87)

    unde da este un raport nou.

    Exemple numerice Pentru a=120 mm i d=18 mm, = 6,67, i Nm=0,87P, Np = 0,13P i R = 0,87KP i pentru d =30 mm, = 4, i Nm = 0,8P, Np = 0,2P i R = 0,8KP

    unde: a - jumtatea grosimii elementului structural (stlp sau perete),

    a (mm) [50, 150], a = 10 mm;

    b - jumtatea grosimii stratului de mortar din rosturi, b (mm) [1, 20], b = 1 mm; d grosimea stratului de mortar din tencuial,

    n numrul de grile din mortar, n [1, 25], n = 1 = a/d raport = a/b - raport

    P - fora de compresiune axial P (kN/m) [1, 1000], P = 1 kN

    R - rezistena grilei R (kN/m) [20, 30, 40] RG20, RG30, RG40 (RG=RichterGard) Nm - fora intern n zidrie n kN

    Np - fora intern n tencuial n kN

    K coeficient care depinde de geometria zidriei 6.2. PERFORMANE DE RIGIDITATE 6.2.1. CURBA CARACTERISTIC - LA COMPRESIUNE A ZIDRIEI SIMPLE DE

    CRMID Zidria este un material elasto-plastic, la care curba caracteristic tensiune-deformaie

    specific -, pentru crmid cu mortar de var-ciment, are o alur caracteristic (fig.6.19). Modulul iniial de elasticitate E0 se exprim n funcie de rezistena zidriei Rn, astfel:

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    21

    E0 = Rn [MPa] (6.93) unde este caracteristica de elasticitate a zidriei, n funcie de tipul crmizii i al

    mortarului, cu valori cuprinse ntre 400 i 2000. Volosind ipoteze simplificatoare, ecuaia curbei caracteristice - a zidriei comprimate

    se obine analitic sub una din formele urmtoare:

    (6.95) sau Conform normativelor, rezistena la compresiune a zidriei simple, n funcie de

    rezistena mortarului i a crmizilor, variaz ntre 0,7 i 6,5 MPa.

    Pentru simplitatea calculelor s-a folosit = 750. Aa se explic alura curbelor urmtoare.

    Fig. 6.19 Curbe - pentru mai multe valori ale rezistenei limit la zidria simpl

    6.2.2. CALCULUL ENERGIEI DE DEFORMAIE A ZIDRIEI SIMPLE

    Conform teoremei lui Clapeyron, pentru un corp solid aflat n repaus, energia potenial de deformaie nmagazinat n corp este egal cu lucrul mecanic al forelor exterioare, ca urmare a deformrii corpului.

    n

    n

    R

    E

    R

    9,01

    1ln

    9,0 0

    nR

    9,01

    1ln

    9,0

    1

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    22

    (6.96)

    unde w1 - energia specific de deformaie a zidriei simple cu Rn = 6,5 MPa w2 - energia specific de deformaie a zidriei simple cu Rn = 4,4 MPa w3 - energia specific de deformaie a zidriei simple cu Rn = 1,9 MPa w4 - energia specific de deformaie a zidriei simple cu Rn = 0,7 MPa

    Creterea de la w1 la w2 este cu 171,5 % adic de 2,7 ori, de la w2 la w3 este cu 131,5%, adic 2,3 ori i cu la w3 la w4 de 47,7% -1,4 ori

    6.2.3. ZIDRIE ARMAT N 3 I 5 ASIZE

    Fig. 6.23. Zidrie armat n rosturi

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    23

    Figura 6.25. Deformaia specific () la armarea la 3 rosturi a unui stlp

    cu RG20, RG30 i RG40

    6.2.3.1. CALCULUL ENERGIEI DE DEFORMAIE A ZIDRIEI ARMATE N 3 ASIZE S-a realizat prin integrarea curbei () ntre 0 i rezistena maxim.

    (6.98)

    Din calcul rezult c energia de deformaie a zidriei armate la 5 rosturi crete cu

    sporirea rezistenei grilei, adic energia potenial de deformaie nglobat crete de 2,28 de ori la armarea cu RG30 fa de RG20; de 1,71 ori la armarea cu RG40 fa de RG30 i de 3,9 ori la armarea cu RG40 fa de RG20.

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    24

    6.2.3.2. CALCULUL ENERGIEI DE DEFORMAIE A ZIDRIEI ARMATE N 5 ASIZE (LA 3 ROSTURI)

    La calculul energiei de deformaie a zidriei armate n 5 asize rezult o cretere a

    energiei de deformaie de 2,3 ori ntre zidria armat la 3 rosturi cu RG20 i cea armat cu RG30, de 1,8 ori ntre zidria armat cu RG30 i cea armat cu RG40 i o cretere de 4 ori ntre RG20 i RG40.

    Prin compararea unor stlpi armai la 3 rosturi cu alii armai la 5 rosturi (6.98) i (6.99) rezult c sporul de energie de deformaie este de aproximativ 4,7 ori n toate cele trei cazuri de armare (RG20, RG30 i RG40).

    6. 3. CONCLUZIE n toate cazurile studiate mai sus se constat o cretere a energiei de deformaie odat

    cu armarea i confinarea zidriei fa de zidria simpl. Sporul de energie potenial de deformaie rezultat din calcule se datoreaz efectului

    armrii. Dei ipotezele de calcul au fost simplificatoare, sporul de energie de deformaie rezultat este plauzibil.

    Modulul de elasticitate este o msur a rigiditii. Cu ct acesta are o valoare mai mare, cu att elementul de zidrie are o rigiditate mai bun la aciuni axiale.

    CAPITOLUL 7. PERFORMANE DE FIABILITATE 7.3. NIVELURI DE SIGURAN ALE METODELOR DE REABILITARE PENTRU

    STRUCTURILE DE ZIDRIE Armarea i confinarea (cmuirea) structurilor de zidrie cu grile polimerice sunt

    metode care deja se folosesc n mod curent. Este deja dovedit c aceste metode de reabilitare au un mare impact asupra creterii rezistenei structurilor de crmid. Detalii privind nivelul de siguran pentru fiecare metod de consolidare vor fi prezentate mai departe.

    a). Indicele de fiabilitate

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    25

    b) Probabilitatea de cedare Pf

    Figura 7.3. Nivelurile de siguran la structurile de zidrie simpl

    a). Indicele de fiabilitate

    b) Probabilitatea de cedare Pf

    Figura 7.4. Nivelurile de siguran la structurile de zidrie armat

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    26

    a). Zidrie armat cu grile polimerice

    b). Zidrie confinat cu grile polimerice

    Figura 7.5. Indicii de fiabilitate

    a). Zidrie armat cu grile polimerice

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    27

    b). Zidrie confinat cu grile polimerice

    Figura 7.6. Probabilitatea de cedare la forfecare n plan diagonal

    a). Zidrie armat cu grile polimerice

    b) .Zidrie confinat cu grile polimerice

    Figura 7.7. Indicii de fiabilitate la forfecare din compresiune

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    28

    7.4. CONCLUZIE

    Detalii asupra nivelelor de siguran ale grilelor polimerice i asupra zidriei confinate au fost dovedite de prezentul studiu pentru trei mecanisme diferite de cedare: forfecare n plan diagonal, forfecare n straturile de mortar i forfecare din compresiune excentric.

    Prin aplicarea unei metode de fiabilitate FORM, au fost estimai n fiecare caz indicii i probabilitile de cedare Pf. Analiznd rezultatele, s-a artat clar avantajul utilizrii armturii polimerice pentru lucrrile de zidrie. n plus s-a artat c, prin confinarea cu grile polimerice, pereii de zidrie vor suporta ncrcri seismice mai mari.

    CAPITOLUL. 8. NCERCRI EXPERIMENTALE N LABORATOR. PERFORMANE DE REZISTEN N STAREA LIMIT ULTIM

    Pentru cercetarea efectului armrii structurilor cu grile polimerice, s-au efectuat n

    laborator trei tipuri de ncercri: statice, pseudo-dinamice i seismice. 8.1. NCERCRI STATICE n cadrul proiectului PECO, s-au efectuat ncercri statice n laboratorul de inginerie

    seismic al INCERC Iai. Rezultatele la compresiune axial se prezint n figurile urmtoare:

    Figura 8.6. ncercrile la compresiune axial a zidriei armate

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    29

    n medie, ductilitatea atinge 8,5 pentru stlpii armai i 10,75 pentru cei confinai, creterea fiind de 26,47%. Prin confinare, costul stlpiorilor a crescut cu 1%, capacitatea portant cu 15,7%, ductilitatea cu 16,24%, iar elasticitatea cu 41,5%.

    Panourile au fost ncercate astfel:

    Figura 8.7. ncercrile la compresiune axial panouri

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    30

    Fig.8.9. 8.15. ncercrile la ntindere diagonal

    ncercrile la ntindere diagonal au artat c grilele conlucreaz bine cu zidria.

    Eforturile unitare au fost uniform distribuite n toat masa modelului. n starea limit de fisurare au aprut fisuri fine, subiri i continui, toate paralele cu direcia forei.

    8.2. NCERCRI PSEUDO-DINAMICE 2D n cadrul proiectului EUROQUAKE s-au efectuat la Laboratorul de Sigurana

    Construciilor al Comisiei europene, de la JRC Ispra, Varese, Italia, ncercri pe 4 modele de crmid.

    Crmizile au fost perforate cu goluri verticale, iar mortarul de var-ciment. Dou cadre spaiale cu trei nivele din oel (4,60x2,60) au fost folosite pentru ncercri la scar natural i au fost completate fiecare cu cte dou panouri, astfel:

    dou panouri de zidrie simpl, fr goluri pentru ui i ferestre, pentru primul cadru, dou panouri de zidrie cu dou goluri inegale i nesimetrice, pentru al doilea.

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    31

    Fig. 8.19. Aezarea panourilor pentru ncercare

    Fig. 8.20 Panoul plin din zidrie armat i

    confinat Fig. 8.21. Curbele histerezis ale panourilor

    pline din zidrie Comportarea celor dou panouri fr goluri este prezentat sugestiv prin curbele lor

    histerezis (Fig. 8.21). n timp ce n panoul din zidrie simpl multe crmizi s-au strivit sau au fost expulzate,

    panoul din zidrie armat a rmas integru. Armtura sintetic compenseaz lipsa de ductilitate a zidriei i acioneaz ndeosebi dup instalarea strii limit de fisurare.

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    32

    Fig. 8.22. Panoul plin din zidrie

    simpl la sfritul ncercrii Fig. 8.23. Panoul plin din zidrie

    armat la sfritul ncercrii

    Fig. 8.24. Panoul cu goluri din zidrie

    armat i confinat Fig. 8.25. Curbele histerezis ale panourilor cu

    goluri din zidrie

    Configuraia celor dou curbe este influenat de dispoziia nesimetric a golurilor. Rspunsul panoului din zidrie armat este, de asemenea, influenat de prezena celor

    dou goluri.

    Fig. 8.26. Panoul cu goluri din zidrie

    simpl la sfritul ncercrii Fig. 8.27. Panoul cu goluri din zidrie

    armat la sfritul ncercrii

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    33

    Evaluarea cantitativ a beneficiilor aduse de armtura din grile polimerice rezult din compararea curbelor histerezis.

    8.3. NCERCRI SEISMICE 3D

    8.3.2. MODELELE TRIDIMENSIONALE ALE CLDIRII DIN ZIDRIE CU UN SINGUR NIVEL, DIN DOU TIPURI DE CRMID

    n cadrul proiectului ECOLEADER s-au efectuat la ISMES, Bergamo, Italia, ncercri pe

    dou modele din zidrie de crmid.

    Fig. 8.32 . Modelul nr. 1, din crmizi cu goluri Fig. 8.34. Modelul nr. 2, din crmizi pline

    Dup efectuarea primelor teste de ncercare, s-a trecut la consolidarea modelelor, pentru a fi supuse la o nou serie de ncercri. S-a observat c dei au aprut fisuri majore totui grila polimeric aflat n stratul de mortar orizontal ntre crmizi a rezistat nefiind rupt doar deformat prin unele locuri.

    Programul a continuat apoi prin inducerea unor excitaii de intensiti mai mari cnd fiecare model n parte a atins starea limit ultim.

    n figura 8.37 se poate observa cum grila polimeric a rezistat pe cnd crmida cu goluri s-a spart.

    Fig. 8.37. Modelul 1. Armtura sintetic a

    rmas intact, pe cnd crmida s-a spart. Fig. 8.42 Modelul 2. Crmizile au rmas intacte pe cnd armtura s-a rupt

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    34

    8.4. CONCLUZIE Toate tipurile de ncercri au dus la evidenierea rolului grilelor polimerice n

    consolidarea structurilor de zidrie. Zidria armat i confinat cu grile polimerice a dovedit performane deosebite fa de zidria simpl, nearmat.

    CAPITOLUL 9. PERFORMANE ECONOMICE 9.1. IMPORTANA CONSUMULUI INIIAL DE ENERGIE Cu privire la consumul iniial de energie, informaiile disponibile sunt mai restrnse, cu

    caracter parial i neconcordante. Studii efectuate n Anglia i SUA au ajuns la concluzia c prin consumul energetic iniial, ocazionat de realizarea construciilor, se folosete peste 7-10 % din necesarul anual de energie primar a acestor ri. Se subliniaz faptul c, n condiiile alegerii unor soluii constructive avantajoase, la care se evit folosirea materialelor ce nglobeaz mari cantiti de energie, exist posibilitatea unor economii substaniale.

    Pe linia celor artate mai sus, Institutul de cercetare i proiectare materiale de construcii (ICPMC), n anii 80, a realizat i a publicat un studiu, care a fost unicul de asemenea amploare realizat n Romnia, dar i n Europa de est, i a fost posibil n condiiile economiei centralizate, cnd interesul pentru economisirea energiei era foarte mare i accesul la informaiile despre tehnologiile de fabricaie i cantitile de energie folosite era nlesnit.

    n calcule s-a considerat un randament de transformare a energiei primare n energie electric potrivit relaiei:

    Qprim = 2,898Qel,net Qel,net = 0,345 Qprim (9.1)

    n care Qprim este energia primar consumat la scar naional pentru realizarea energiei electrice nete Qel,net.

    9.2. TERMINOLOGIE 9.3. CONSUMUL INIIAL DE ENERGIE. METODA DE ANALIZ I INDICII OBINUI

    Modul de analiz s-a bazat pe scheme arborescente. Conform metodologiei expuse au fost calculai indici privind consumul de materiale de

    construcii. Pe baza lor pot fi identificate produsele energointensive. Elementele prefabricate sunt caracterizate prin consumuri mari de energie primar din cauza procesului de aburire. ntre materialele avnd consumuri mai mici de energie primar, se disting agregatele naturale, cenuile de termocentral etc.

    9.4. CRMIDA n zilele noastre se fabric i se folosete o gam foarte variat de crmizi: pline (presate

    i poroase), cu goluri verticale i orizontale mai mari sau mai mici, corpuri ceramice, arse pn la limita de vitrificare etc.

    Din punct de vedere al energiei nglobate, valorile se ntind pe o plaj mai larg, n funcie de tehnologia de fabricaie. Vom considera dou valori: una minim i alta maxim, dintre cele furnizate de studiile efectuate:

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    35

    Figura 9.4. Energia nglobat n diverse tipuri de crmid

    Figura 9.1. Schem de fabricare a crmizilor pline

    TRANSPORT Reea de ap

    ARGIL 6,332 MJ/t

    SLAM

    AP 2,521 MJ/t

    1,2 t/t 0,20 t/t 0,12 t/t

    FABRICAIE

    45 kgcc/t 23 kWh/t

    CRMIZI PLINE PRESATE

    1612,38 MJ/t 2931,6 MJ/m3

    TRANSPORT 1 km auto

    TRANSPORT 250 km C. F.

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    36

    9.5. MORTARUL Cantitatea de energie primar necesar pentru fabricarea unui metru cub de mortar de

    diverse tipuri rezult prin nsumarea cantitilor de energie primar nglobate n materialele care compun mortarul, la care s-a adugat energia necesar pentru transport i pentru amestecul componentelor.

    Qmortar=Qvar+Qciment+Qnisip+Qap+Qtransport+Qamestec (9.2)

    Figura 9.5. Energia minim i maxim nglobat n diverse mrci de mortar

    9.6. ZIDRIA SIMPL

    n zidrie, crmizile ocup 85% din volumul total, iar mortarul 15%.

    Qzidrie=0,85 Qcrmid+0,15 Qmortar (9.3)

    Tabel 8.8. Energia nglobat ntr-un metru cub de zidrie din crmid plin poroas, cu diverse tipuri de mortar

    Tipuri de mortar Total energie minim (MJ/m3)

    Total energie maxim (MJ/m3)

    M10-Z 2671 5284

    M25-Z 2690 5019

    M50-Z 2744 5100

    M100-Z 2717 5116

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    37

    9.7. ZIDRIA ARMAT CU ARMTUR METALIC DE TIP STNB

    Pentru mbuntire performanelor de rezisten, zidria de crmid se armeaz prin

    cmuire, prin inserarea armturii ntre rosturi la diverse distane i prin armare i cmuire n acelai timp.

    9.7.1. CMUIREA ZIDRIEI CU ARMTUR METALIC Prin tradiie, n Romnia cldirile din zidrie se consolideaz prin cmuire. Cmuirea

    trebuie s fie perimetral i deci nchis pe tot conturul. De regul se folosesc reele din bare subiri de oel beton sau plase din STNB.

    Cantitatea total de energie primar nglobat ntr-un metru cub de zidrie cmuit : Qzidrie cmuit=Qzidrie+Qtencuial armat (9.5)

    9.7.2. INSERIA ARMTURII DE TIP STNB NTRE ROSTURI O alt soluie tradiional de armare a zidriei este inserarea de armtur metalic n

    rosturile orizontale ale zidriei. Qzidrie armat=Qzidrie simpl+Qarmtur (9.6)

    9.7.3. ARMARE I CMUIRE CU ARMTUR METALIC, DE TIP STNB

    Pentru sporirea rezistenei, n practic se folosete i armarea prin inserarea armturii ntre rosturi, mpreun cu cmuirea.

    Fig.9.19. Cub de zidrie armat, cu latura de 1 m, cu armtur STNB inserat ntre rosturi i

    cu cmuial STNB Pentru aceast situaie se folosete numai mortar de ciment, M100-Z pentru zidrie i M

    100-T pentru tencuial. De obicei, pentru armare+cmuire se folosete acelai tip de armtur.

    9.7.3.2. ENERGIA PRIMAR NGLOBAT N ZIDRIA DE CRMID

    Qzidrie armat i cmuit=Qzidrie armat+Qtencuial armat (9.7)

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    38

    Figura 9.18. Grafic cu energia maxim nglobat ntr-un metru cub de zidrie din crmid GVP, cu armtur inserat ntre rosturi

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    39

    9.8. ZIDRIA ARMAT CU GRILE POLIMERICE

    Armarea cu grile polimerice difer de cea cu bare din oel beton i anume, fixarea lor n mortar se face prin ancorarea n nodurile lor. Mecanismul de transfer al eforturilor de la mortar la armtur are loc numai n nodurile rigide prin eforturi normale , fr nici o contribuie a eforturilor tangeniale . Numai eforturile de ntindere sunt transferate de la mortar la grile.

    9.8.1. ARMTURA POLIMERIC Deoarece fabricantul de grile polimerice TENSAR, pe care le-am folosit n acest studiu, a

    considerat a fi secret de fabricaie cantitatea de energie primar nglobat n grila polimeric, vom folosi valori din alte surse. Conform articolului Earth Reinforcement and Soil Structures de Colin JFP Jones, unde am gsit o informaie privind cantitatea de energie nglobat ntr-o ton de polietilen de nalt densitate, dar sub form de membran (sheet), cantitatea de energie este de 84 GJ/ton, adic 84 MJ/kg. ns, avnd n vedere procesul de fabricaie, am mai adugat arbitrar 50%, pentru poansonare i pentru etirare.

    Qtotal gril polimeric=Qfolie polimeric+Qpoansonare i etirare (9.9)

    Tabel 9.72. Cantitatea de energie primar coninut de grila polimeric Tipul de gril

    polimeric Masa grilei polimerice (kg/m2)

    Cantitatea de energie primar pentru poansonare i etirare

    (MJ/m2)

    Cantitatea total de energie primar nglobat

    (MJ/m2)

    RG 20 0,2 16,8 100,8

    RG 30 0,3 25,2 109,2

    RG 40 0,45 37,8 121,8

    9.8.2. MORTARUL Mortarul, att cel pentru cmuieli armate, ct i cel folosind la armarea ntre rosturi cu

    grile polimerice, poate fi din var fr ciment sau var-ciment. Grosimea minim a mortarului de tencuial este de 18-20 mm i poate ajunge n condiii normale la 30 mm.

    9.8.3. CONFINAREA ZIDRIEI CU GRILE POLIMERICE

    9.8.3.1. CANTITATEA DE ENERGIE PRIMAR NGLOBAT N TENCUIALA ARMAT

    Qtencuial armat=Qtencuial simpl+Qarmtur (9.10)

    9.8.3.2. ENERGIA PRIMAR NGLOBAT N ZIDRIA CONFINAT, DIN CRMID PLIN

    Cantitatea total de energie primar nglobat ntr-un metru cub de zidrie confinat cu

    grile polimerice s-a obinut din nsumarea energiei coninute de zidria din crmid cu energia tencuielii armate.

    Qzidrie confinat=Qzidrie+Qtencuial armat (9.11)

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    40

    Figura 9.25. Energia maxim nglobat ntr-un metru cub de zidrie simpl din crmid plin, confinat cu diverse tipuri de mortar i de armtur polimeric

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid

    41

    9.8.4. ARMAREA ZIDRIEI PRIN INSERAREA N ROSTURI A GRILELOR POLIMERICE

    Armarea zidriei se face la fiecare rnd de crmizi, la dou, la trei i la cinci rnduri

    (asize). Qzidrie armat=Qzidrie simpl+Qarmtur (9.12)

    8.8.5. ZIDRIE ARMAT N ROSTURI I CONFINAT CU GRILE POLIMERICE

    n cazul zidriei armate i confinate, pentru uurina execuiei se folosete acelai tip de mortar n tencuial, ca i cel din zidrie, i acelai tip de grile polimerice att ntre rosturi, ct i n cmuial.

    Qzidrie armat i confinat=Qzidrie armat+Qtencuial armat (9.13) COMPARAIE

    Figura 9.48. Energia minim nglobat ntr-un metru cub de zidrie de crmid plin.

    Figura 9.49. Energia minim nglobat ntr-un metru cub de zidrie de crmid GVP

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice ale zidriilor de crmid

    42

    n concluzie: 1. Zidria este un material de construcie care are un coninut mare de energie

    nglobat. Costul zidriei este puternic influenat de costul energiei. Nu se poate renuna la zidrie ca material de construcii deoarece n Romnia gradientul termic este de 70o, de la 30o la +40o. Este deci necesar s se reduc consumul de energie n viaa unei construcii, att cea n exploatare i ntreinere, dar i cea nglobat, care are o pondere de aproximativ 10% din energia total pe durata ntregului serviciu al construciei. Orice efort tehnologic care s duc la reducerea coninutului de energie fr a modifica proprietile zidriei este binevenit.

    2. Din compararea graficelor din text se observ c, din punct de vedere al energiei primare nglobate n zidrie, raportat la zidria simpl, armarea aduce un spor de energie ntre 6% i 55%, n funcie de tipul de armare.

    - n cazul valorilor minime ale energiei din zidria de crmid plin, pentru zidria confinat cu STNB sporul este de aproximativ 37%, pentru cea cmuit cu RG de aproximativ 23%, pentru cea armat n rosturi cu RG de aproximativ 16%, i pentru cea armat i confinat cu RG de aproximativ 38%.

    - n cazul valorilor minime ale energiei din zidria de crmid GVP, sporul pentru zidria cmuit cu STNB este de aproximativ 53%, pentru cea cmuit cu RG de aproximativ 33%, pentru cea armat n rosturi cu RG de aproximativ 22,5%, iar pentru cea armat i cmuit cu RG de aproximativ 55%.

    - n cazul valorilor maxime ale energiei din zidria de crmid plin, sporul este pentru zidria cmuit cu STNB de aproximativ 21,5%, pentru cea cmuit cu RG de aproximativ 13,8%, pentru cea armat n rosturi cu RG de aproximativ 7%, iar pentru cea armat i cmuit cu RG de aproximativ 23,5%.

    - n cazul valorilor maxime ale energiei din zidria de crmid GVP, sporul este pentru zidria cmuit cu STNB de aproximativ 16,5%, pentru cea cmuit cu RG de aproximativ 10%, pentru cea armat n rosturi cu RG de aproximativ 6%, iar pentru cea armat i cmuit cu RG de aproximativ 16,5%.

    3. Armarea cu grile polimerice este mai avantajoas dect armarea cu STNB pentru c valorile de energie nglobat sunt cele mai mici. De asemenea, cmuirea cu grile polimerice RG n comparaie cu cmuirea cu STNB, este mai economic din punct de vedere al energiei nglobate.

    CAPITOLUL 10. CONCLUZIE 10.1. NDEPLINIREA OBIECTIVELOR TEZEI Obiectivele tezei au fost ndeplinite dup cum urmeaz:

    1. Sinteza documentar a procedeelor de armare cunoscute i folosite n consolidarea cldirilor de zidrie, dar i analiza critic a acestor procedee tradiionale i mai nou folosite.

    Capitolul 2 se refer la stadiul cunoaterii n domeniul zidriei i se prezint date generale despre cutremure i zidrie, prescripiile oficiale legate de zidria armat, este descris armtura polimeric de tip Tensar i se detaliaz cauzele i mecanismul de apariie a avariilor n construcii. Tot aici se introduce concepia RichterGard de protecie antiseismic, bazat pe un brevet OSIM care propune folosirea n construcii a grilelor sintetice cu noduri integrate, din polimeri de nalt densitate.

    n Capitolul 3 - Critica stadiului cunoaterii, sunt comparate caracteristicile fizico-mecanice ale zidriei moderne (mascrete), i ale zidriei vechi, originale (masonry). Tot aici

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice ale zidriilor de crmid

    43

    se prezint i prescripiile oficiale ale normativelor folosite la proiectarea construciilor de zidrie.

    2. Performanele tehnologice n raport cu alte metode de consolidare cunoscute i aplicate pn n prezent, cu prezentarea unor detalii constructive.

    Capitolul 4 trateaz performanele tehnologice ale procedeele de armare i sunt oferite detalii constructive ilustrate cu imagini i reprezentri grafice.

    3. Performane ergonomice pe baza unor calcule comparative a lucrului mecanic necesar pentru realizarea unui metru cub de zidrie n mai multe variante de armare.

    n Capitolul 5 este realizat un calcul al lucrului mecanic prin care s-au artat performanele ergonomice ale zidriei armate cu grile polimerice.

    4. Performanele de rezisten i de rigiditate a zidriei armate cu grile polimerice. Capitolul 6 trateaz performanele mecanice ale zidriei de crmid armate i

    ndeplinete un alt obiectiv al tezei. Performanele de rezisten sunt puse n eviden prin modelul matematic Prandtl i sunt exemplificate.

    n subcapitolul 6.2 sunt tratate performanele de rigiditate ale zidriei simple i armate cu grile polimerice. S-a calculat energia potenial de deformaie specific.

    5. Performane de fiabilitate i determinarea nivelurilor de siguran ale metodelor de consolidare a zidriei.

    Calculul de fiabilitate efectuat n capitolul 6 face o evaluare global a siguranei construciilor luate n ansamblul lor, n care sunt calculate nivelurile de siguran ale metodelor de reabilitare pentru structurile de zidrie armat cu grile polimerice.

    6. Performanele energetice. n capitolul 7 s-a calculat coninutul de energie nglobat n zidrie n diverse variante de

    armare cu diferite tipuri de armturi. 7. Performanele economice

    Performanele economice rezult din toate celelalte performane studiate n tez. Armarea zidriei de crmid cu grile polimerice confer siguran, exprimat prin doi parametri: fiabilitate i durabilitate, cu un cost suplimentar de pn la 6 % din costul lucrrii.

    10.2. CONTRIBUII PERSONALE

    1. Identificarea i punerea n valoare a performanelor tehnologice, ergonomice, de fiabilitate, mecanice i economice a procedeelor de armare cu grile polimerice a zidriilor de crmid ntr-o abordare comparativ i interdisciplinar, cu utilizarea conceptelor i metodelor de analiz proprii disciplinelor de specialitate.

    2. Calculul sporului de energie potenial de deformaie obinut prin armarea zidriei de crmid cu grile polimerice, fa de zidria simpl.

    3. Calculul energiei mecanice sub form de lucru mecanic pentru argumentarea performanelor ergonomice ale zidriei armate sau/i confinate cu grile polimerice.

    4. Abordarea energetic a costurilor n construcii prin evaluarea cantitii de energie caloric nglobat n produs.

    5. Analizarea consumului iniial de energie necesar n producerea unui metru cub de zidrie de diferite tipuri, dup un mod de analiz bazat pe scheme arborescente, prin calcularea energiei nglobate n zidrie, mortar i n produsul final, precum i realizarea de grafice pentru vizualizarea diferenelor att n ceea ce privete valorile cantitative ct i tipul de armare.

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice ale zidriilor de crmid

    44

    10.3. VALOAREA APLICATIV A TEZEI Procedeul de protecie antiseismic a zidriei cu grile polimerice a fost conceput ca

    urmare a creterii explozive a pagubelor produse de cutremurele de pmnt. La existenta hazardului natural al anumitor zone se adaug progresiv vulnerabilitatea noilor cldiri.

    Performantele structurale obinute prin calcul i n condiii de laborator, recomand procedeul de protecie antiseismic a zidriei cu grile polimerice ca cel mai competitiv din cele existente. Sistemul RG pstreaz integritatea zidriei originale, care nu este nici tiat nici gurit i datorit reversibilitii ei poate fi oricnd scoas fr a provoca stricciuni iremediabile structurii.

    Sporul de rezisten i de capacitate portant provenite de la grile i spaializarea strii de eforturi unitare a zidriei, i sporul de rigiditate provenite din geometria componentelor structurale au fost dovedite prin ncercri succesive statice, pseudo-dinamice i seismice n laboratoare specializate din Romnia i ri din Europa.

    Sistemul RG ndeplinete cele trei obiective ale evalurii unei structuri existente. n funcie de performanele structurale cerute, n conformitate cu standardul internaional ISO 13822 Bazele proiectrii construciilor - Evaluarea construciilor existente nivelul de performan va fi specificat dup consultarea clientului, dup cum urmeaz:

    1. Asigurarea nivelului de siguran al construciilor la cutremurele de pmnt, care prevede siguran i pentru locatarii sau utilizatorii construciilor respective;

    2. Meninerea nivelului de siguran existent pentru continuarea serviciului chiar n caz de cutremur, pentru anumite construcii speciale ca spitale, centre de comunicaie sau anumite poduri, n cazul unui cutremur, impact sau alt hazard;

    3. Cerine speciale de siguran seismic pentru protecia proprietii sau a funcionalitii unei construcii.

    Performana conceptual a sistemului de armare cu grile polimerice const n aceea c prin confinare, zidria se comport ca un material compozit. Apare continuitatea geometric a deformaiilor, iar starea de eforturi unitare la compresiune devine triaxial, ceea ce atrage dup sine creterea capacitii portante de pn la cinci ori, dup cum s-a dovedit experimental. n plus, prin confinare anizotropia i neomogenitatea zidriei se reduc fa de zidria simpl, neconfinat. La aciuni permanente zidria confinat are, datorit ductilitii grilelor i mortarului de/cu var, o comportare elasto-plastic. La aciuni dinamice instantanee sau de scurt durat zidria confinat rspunde elastic, dar cu o capacitate sporit de disipare a energiei induse fa de zidria neconfinat.

    BIBLIOGRAFIE SELECTIV

    [1]. Bele, A. A. Cutremurul i construciile. Buletinul Societii Politehnice. Bucureti 1941

    [2]. Coburn, A., Spence, R. Earthquake Protection. Second Edition. London, John Wiley & Sons, Inc., 2002

    [3]. Sofronie, R. Conceptul RichterGard de protecie antiseismic a zidriei. Buletin AGIR nr. 87.

    [4]. Nanni, A., Tumialan, J.G., Fiber-Reinforced Composites for the Strengthening of Masonry Structures Structural Engineering International 4/2003

    [5]. Nicolae Noica: Din istoria construciilor romneti, Emil Prager - un model, Editura Maina de scris, 2004

    [6]. Iordchescu, Eugeniu - Translaia construciilor, Ed. Tehnic, Bucureti 1986 [7]. Sofronie, R., Feodorov, V. Procedeu de armare si consolidare a zidriilor cu grile

    sintetice. Brevet de invenie OSIM nr. 112373 B1 (1995)

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice ale zidriilor de crmid

    45

    [8]. Sofronie, R., Performanele grilelor de tip TENSAR. Buletin AICPS Nr.4/2001, pp. 5-18

    [9]. Sofronie, R. Performances in seismic strengthening of masonry. Proceedings of the 13th World Conference on Earthquake Engineering. Vancouver, B.C., Canada August 1-6, 2004. Paper No. 182.

    [10]. Pascu, R. Controlul nedistructiv al avariilor si defectiunilor structurale din constructii cu metoda Impact-Echo, teza de doctorat

    [11]. Sofronie, R., Zidrie din crmizi pline sau cu goluri. Antreprenorul 1/2001, pp.18-19 [12]. Colban Gh.Cr. Structuri din zidrie, Editura AGIR, 2000 [13]. Rou, G., Materiale de construcii Ed. PRINTECH - 1443-57-683-86, 2004 [14]. C. Pupzan - Acustica n construcii, Ed. Acad. RSR, 1970 [15]. Sofronie, R. Manual RichterGard. TOTAL Publishing, Bucureti 2004. [16]. Draghici A., ERGONOMIE, curs 2009 [17]. Jammer, Max (1957). Concepts of Force. Dover Publications, Inc. ISBN 0-486-

    40689-X [18]. Rdule, R. i colab. Lexiconul Tehnic Romn, Editura Tehnic, Bucureti, 1957-1966 [19]. Sofronie, R., Dragomirescu, E. (2005) Performance enhancements of brick and

    stone masonry by reinforcing with polymer grids. Proceedings of the 9th International Conference on Inspection, Appraisal, Repairs & Maintenance of Structures: 20-21 October 2005, Fuzhou, China, pp. 401-408.

    [20]. Georgescu, N. i colab. Aspecte metodologice ale stabilirii coninutului total de energie nglobat n materialele i produsele folosite n construcii, Construcii, nr. 9/1979, pp.26-30.

    [21]. Radu, A. i colab. Contribuii la stabilirea consumului de energie n sectorul de construcii, Construcii, nr. 10/1980, pp.3-9.

    [22]. Sofronie, R., Cldiri din zidrie fr beton armat(1). Antreprenorul 7/2001, pp.6-8 [23]. Sofronie, R., Cldiri din zidrie fr beton armat(2). Antreprenorul 8/2001, pp.30-32 [24]. Sofronie, R. Geogrids for reinforcing masonry buildings and structures in

    Proceedings of the Second European Geosynthetics Conference & Exhibition EURO-GEO, October 15-18, 2000 Bologna, Italy, p. 847-852, CD-ROM paper #213.

    [25]. Sofronie, R. - Antiseismic reinforcement of masonry works in Proceedings of the International Conference New Technologies in Structural Engineering . July 1997, Lisbon, Portugal, p.373-380.

    [26]. Sofronie, R.; Popa, G. The behaviour of polymer grids as reinforcement in Proceedings of the XIIIth FIP Congress and Exhibition. May 2329, 1998, Amsterdam, the Netherlands, p.45-48.

    [27]. Sofronie, R. Innovative method for repair masonry buildings in Saving Buildings in Central and Eastern Europe. Proceedings of the IABSE Colloquium. June 4-5, 1998, Berlin, Report p. 166-167; CD-Rom: Paper 2168.

    [28]. Sofronie, R.; Popa, G. Confined structures of reinforced masonry in Proceedings of the 11th European Conference on Earthquake Engineering. Sept. 1998, Paris, CD-Rom: Paper SOFCSO.

    [29]. Sofronie, R.; Bolander Jr., J.E. Innovative structural system for masonry buildings in Proceedings of IAHS World Congress on Housing. June 1-7, 1999, San Francisco, California, Vol. IV, p. 929-936.

    [30]. Sofronie, R. Rehabilitation of masonry buildings and monuments in Proceedings of the IABSE Symposium. August 25-27, 1999, Rio de Janeiro, Brazil, CD ROM paper 1234, Report p.264-265.

    [31]. Sofronie et al. Long term behaviour of three-lobed churches in Proceedings of the IASS 40th Anniversary Congress. Sept.20-24, 1999, Madrid, Spain, Vol. II, p. I23-I30.

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice ale zidriilor de crmid

    46

    [32]. Sofronie, R. Design concepts of irregular buildings in Proceedings of the Second European Workshop on the seismic behaviour of asymmetric and setback structures. October 8-10, 1999, Istanbul, Turkey, Vol. I, p. 293-302.

    [33]. Sofronie, R.; Bolander Jr., J.E. Repair and strengthening of masonry buildings in Proceedings of the Third Japan-Turkey Workshop on Earthquake Engineering. February 21-25, 2000, Istanbul, Turkey, Vol. I, p.359-370.

    [34]. Sofronie, R. Repair and retrofitting masonry buildings in Proceedings of the 12th European Conference on Earthquake Engineering, September 9-13, 2002, Barbican Centre, London UK, Paper Reference #183.

    [35]. Dragomir, C.S., Matei C., Dobre D., Georgescu E.S., Behaviour of structural masonry envelope element under extreme actions, Revista Construcii, INCERC, Nr.2, februarie 2009, Bucureti, pp. 9-16, ISSN 1221-2709.

    [36]. Sofronie, R. Masonry irregular buildings reinforced with polymer grids in Proceedings of the 3rd European Workshop on Seismic Behaviour of Irregular and Complex Structures. September 17-18, 2002, Florence, Italy, paper #18.

    [37]. Juhasova, E.; Sofronie, R. Retrofitting techniques for masonry buildings in seismic areas in Proceedings of the International Conference on Earthquake Loss Estimation and Risk Reduction. October 24-26, 2002, Bucharest, Romania, paper # 5.

    [38]. Sofronie, R. Retrofitting and strengthening techniques for damaged buildings in Proceedings of the International Conference on Earthquake Loss Estimation and Risk Reduction, October 24-26, 2002, Bucharest, Romania, poster #10.

    [39]. Sofronie, R. Masonry and the defiance of technology in Proceedings of the National Convention on Engineering and Law: Forensic Engineering, Tasks and Responsibilities in the Building Process . December 5-6, 2002, University of Architecture, Venice, Italy.]

    [40]. Sofronie, R.; Juhasova, E. Contribution of the integrity and energy dissipation to the seismic response. The Bulletin of the European Association for Earthquake Engineering. December 2002, Istanbul, Turkey, Volume 21, p.29-30.

    [41]. Sofronie, R. Lessons from natural catastrophes for higher education in Proceedings of the First International Conference on Environmental and Research Assessment. March 23-27, 2003, Bucharest, paper #076, p.611-626.

    [42]. Sofronie, R.; Juhasova, E. Seismic strengthening of masonry in SECED Newsletter, London, Volume 16, No. 4, May 2003, p 6-7.

    [43]. Dragomir, C.S., Studiu comparativ privind protecia construciilor din zidrie la aciuni seismice, Buletin AICPS, no. 2-3/2009, pp.12-22, Bucureti, ISSN 1454-928X, Cod CNCSIS 316.

    [44]. Sofronie, R., Crisan, R., Toanchina, M., (2003) - Retrofitting the masonry of cultural heritage buildings. Proceedings of the Fifth National Conference on Earthquake Engineering, 26-30 May 2003, Istanbul, Turkey, Paper AE-013.

    [45]. Sofronie, R. Theoretical basis of reinforcing masonry with polymer grids in Proceedings of the Fifth National Conference on Earthquake Engineering, May 26-30, 2003, Istanbul, Turkey, Paper AE-021.]

    [46]. Sofronie, R. Geogrids for reinforcing masonry buildings and structures in Proceedings of the Second European Geosynthetics Conference & Exhibition EURO-GEO, October 15-18, 2000 Bologna, Italy, p. 847-852, CD-ROM paper #213.

    [47]. Juhasova et al. Seismic resistance of reinforced masonry infills in Proceedings of the Workshop on Mitigation of Seismic Risk Support to Recently Affected European Countries. November 27-28, 2000, Hotel Villa Carlotta, Belgirate (VB), Italy, paper #42.

    [48]. Severn et al. Mitigation of seismic risk by composing masonry structures in Proceedings of the Workshop on Mitigation of Seismic Risk Support to Recently Affected European Countries. November 27-28, 2000, Hotel Villa Carlotta, Belgirate (VB), Italy, paper #43.

  • Performanele procedeelor de armare cu grile polimerice ale zidriilor de crmid

    47

    [49]. Dragomir C.S., The behaviour of masonry buidings under seismic actions, Building Materials and Building Technology to Preserve the Built Heritage, vol.2, Chapter 8 - Numerical modeling, pages 417-438, 2009 WTA Publications, Edited by Luc Schueremans, ISBN 978-3-937066-14-1, ISSN 0947-6830.

    [50]. Sofronie et al. Civil structures of reinforced masonry without rc-structural members in Proceedings of the National Convention on Structural Failures and Reliability of Civil Structures. December 6-7, 2001, University of Architecture, Venice, Italy, p.347-358.

    [51]. Georgescu, N. i colab. Aspecte metodologice ale stabilirii coninutului total de energie nglobat n materialele i produsele folosite n construcii, Construcii, nr. 9/1979, pp.26-30.

    [52]. Radu, A. i colab. Contribuii la stabilirea consumului de energie n sectorul de construcii, Construcii, nr. 10/1980, pp.3-9.

    [53]. Sofronie, R.,: Rezistena Materialelor vol. I i II Ed. Univ. de tiine Agronomice i Medicin Veterinar, 2000.

    [54]. Sofronie, R. Seismic strengthening of masonry in buildings and cultural heritage. Proceedings of the 6th National Congress on Earthquake Engineering. Sismica 2004. 14-16 April 2004. University of Minho, Guimares, Portugal. pp. 81-100.]

    [55]. Sofronie, R., (2004) Two techniques for repair and strengthening historical masonry constructions. Proceedings of the 4th International Seminar on Structural Analysis of Historical Constructions. SAHC 2004. 10-12 November 2004. University of Padua, Italy. Paper No. 040.

    [56]. Sofronie, R. (2005) O soluie de consolidare a cldirilor existente din zidrie. Simpozionul UTCB, 4 martie 2005, paper #17, pp.1-14.

    [57]. Sofronie, R. A. (2005) Seismic protection of masonry buildings. Proceedings of the International Symposium on Shell and Space Structures. IASS 2005. September 6-10 2005, Bucharest, Romania, pp. 937-942.

    [58]. Balan, St., Cutremurul de pmnt din Romnia din 4 Martie 1977, Ed. Academiei, 1988.

    [59]. Bele, A.A., Cutremurul i construciile, Buletinul Societii Politehnice, Bucureti, 1941.

    [60]. internet

    PRESCRIPII OFICIALE (1) P100-1/2004 Cod de proiectare seismic: partea I Prevederi de proiectare pentru cldiri (2) P100-1/2006 Cod de proiectare seismic: partea I Prevederi de proiectare pentru cldiri (3) P100-1/2011 Cod de proiectare seismic: partea I Prevederi de proiectare pentru cldiri

    propus spre aprobare n 2011 (4) ENV 1991 Eurocode 1: Basis of design and actions on structures (5) ENV 1996 Eurocode 6: Design of masonry structures - Part 1-1: Common rules for

    reinforced and unreinforced masonry structures (6) SR EN 1998-5:2004 Eurocod 8: Proiectarea structurilor pentru rezistena la cutremur (7) ISO 2394:1998, General principles on reliability for structures (8) ISO 13822:2001, Bases for design of structuresAssessment of existing structures (9) ISO 13822:2010, Bases for design of structuresAssessment of existing structures (10) ICOMOS ISCARSAH, 2001: Recommendations for the analysis, conservation and

    structural restoration of architectural heritage (11) CR6-2006 - Cod de proiectare pentru structuri din zidrie (12) STAS 10107/0-90 Calculul i alctuirea elemnetelor structurale din beton, beton armat i

    beton precomprimat. (13) STAS 10109-1-82 Lucrri de zidrie (14) STAS 1030-85 Mortare obisnuite pentru zidarie si tencuiala

    (15) STAS 457-86 Caramizi ceramice pline