spi_cap3.3

7/26/2019 SPI_cap3.3

1/28

STRUCTURI PORTANTE ISTORICE

Universitatea Tehnic din Cluj Facultatea de Arhitectur i Urbanism

Anul IVCurs opional

CAPITOLUL3.33.4

7/26/2019 SPI_cap3.3

2/28


3.3.1Date generale

3.3 SUBANSAMBLURIISTORICEDESUSINERE.

PEREIPORTANI, COLOANEISTLPIISTORICI

avnd rol de susinere a subansamblurilor

portante (de planee i boli, respectiv dearpante), a subansamblurilor

arhitecturale (structurilor neportante:

tencuieli, placaje etc.), precum i acomponentelor artistice (picturi murale,

stucaturi din ghips, lemn pictat,ancadramente de piatr sculptat etc.), aui rolul de a asigura (parial sau total)protecia hidro-termic i acustic.


Subansamblurile de susinere istorice pereii portani, coloanele i stlpii executatepentru compartimentarea pe orizontal a cldirilor,

subansamblu de susinere istoric

7/26/2019 SPI_cap3.3

3/28


Realizate n mod intuitiv i empiric, din diferite materiale istorice, de regul pn nsecolul al XIX-lea inclusiv, se reazem (de regul) pe subansambluri de fundaii.


Structurile portante de susinere inginereti:diafragmele i cadreleaprute n secolulal XIX-lea i generalizate n secolul al XX-leasunt concepute n baza unor

raionamente (n general calcule) inginereti, realizndu-se din lemn, beton sau oel,avnd de regul reazeme directe (prin fundaii) pe terenul de fundare.

Conceptelegeometrice sau mecanicedealctuire structural, materialele folosite,tehnologiile de realizare constituie repere

majore bine conturate pentru localizarea lor

n timp i spaiu.Geometriasubansamblurilor este n strict concordancu configuraia n plan a cldirii deservite(partiuri dreptunghiulare, ptrate, circulare

sau avnd forme geometrice compuse), fiindinfluenat de exigenele estetice, funcionale

sau de poziia geografic a edificiului.

subansamblu de susinere inginereasc

7/26/2019 SPI_cap3.3

4/28


prof. dr. ing. Szab Blint, dr. ing. Kirizsn Imola


dect la subansamblurile de arpante sauplanee i boli i se extind pn n secolul

al XVIII-lea, dup care, prin accelerareacirculaiei informaiilor, se explic

uniformizarea mai pronunat la nivel

mondial a pereilor i stlpilor. Aciunilenaturale (temperaturile pe de o parte,activitatea seismic mai cu seam) de secole

influeneaz caracterul local al alctuiriistructurale a subansamblurilor de susinere.

Istoria structurilor de susinere(perei portani,coloane i stlpi) admite deopotriv diversitatea

conceptual, material i tehnologic a structurilor.Apariia i utilizarea diferitelor caractere s-a suprapus

n timp, realizndu-se deseori subansambluristructurale purtnd proprieti a dou, chiar a trei

caractere. Caracteristicile locale sunt mai pronunateperei istorici

coloane istorice

7/26/2019 SPI_cap3.3

5/28


prof. dr. ing. Szab Blint, dr. ing. Kirizsn Imola


Subansamblurile verticale de susinere istorice suntrealizate preponderent din zidrie de piatr sau decrmid, dar inclusiv lemnul a fost utilizat din plin,doar c, avnd durabilitate mai redus, s-a pstrat n

mai mic msur.

Desigur, nu trebuie uitai pereii portanirealizai din diferite materiale locale

(mai cu seam la construcii vernaculare), dedurabilitate redus, dar larg rspndite.

3.3.2Alctuirea subansamblurilor istorice desusinere: perei portani, coloane i stlpi istorici

subansambluri de susinere istorice: perei

subansambluri de susinereistorice: coloane

7/26/2019 SPI_cap3.3

6/28



Subansamblurile de susinere istorice sunt tratate, asemntor primelor dousubansambluri de structuri portante, prin prisma concepiei structurale, aceasta din urmpresupunnd materiale i tehnologii specifice.

(1) Concepia de structur portantdifereniaz elementele subansamblurilorde susinere n cele rezemate direct (prin

intermediul fundaiilor) pe terenul defundare i indirect, prin planee.

Din clasa elementelor portante rezemate

direct fac parte pereii portani (elemente de

suprafa avnd rol inclusiv decompartimentare pe orizontal a spaiului)

Acetia din urm, avnd caracter de patrimoniu, necesit cunoaterea proprietilorfizico-mecanice, inclusiv a posibilitilor de reabilitare structural.

i stlpii (coloane, piliere, pile) portani (elemente liniare numai cu rol de susinere aplaneelor i / sau bolilor).

subansambluri de susinere istorice rezematedirect pe fundaii: perei

7/26/2019 SPI_cap3.3

7/28

Conceptul de bidirecionalitate a subansamblului de susinere, respectiv dispunereajudicioas dup ambele direcii a pereilor portani, nu este o caracteristic general,

mai ales n zonele cu intensitate redus a activitii seismice.

Modul de rezemare este

deosebit de important,

influennd radicalcomportarea acestor

subansambluri structurale

la aciunile seismice.



Elementele rezemate

indirect pe terenul de

fundaii sunt de regul

perei portani, susinui deplanee sau boli (mai cuseam boli, rigidizate prinarce, dispuse peste subsol,

sau nivelele superioare).

subansambluri de susinere istorice rezemate

direct pe fundaii: coloane

7/26/2019 SPI_cap3.3

8/28



Zidriile decrmid sau dinpiatr au folosit

mortar de var

(eventual cu diferite

adaosuri), avndmarc ce arareori

depete M10.

Nu sunt dect foarte rar ntrite cu centuri sau smburi (i acestea din lemn de esentare, legtura acestora cu zidria fiind de o cu totul alt natur dect a betonului armat

monolit).

(2) Materialele utilizatepentru subansamblurile de structuri portante de susinere aufost deopotriv piatra, crmida, lemnul sau alte materiale locale (chirpici etc.).

Comportarea lor fiind deosebit de variat, alegerea lor a fost strict legat de cerina

major (de exemplu: lemnul cu comportare bun la tasri inegale, la alunecri de teren,la aciunile seismice nu este recomandabil la deschideri mari, la cldiri multietajate,

fiind deosebit de vulnerabil la incendii, avnd inclusiv durabilitate redus etc.).

subansambluri de susinere

istorice din zidrie de crmidsubansambluri de susinere

istorice din zidrie de piatr

7/26/2019 SPI_cap3.3

9/28


Lemnul poate fi folosit grind lng grind sau n sistem cadru, cu umplutur din lemn,din zidrie de crmid, piatr sau alte materiale locale.


(3) Tehnologiile de execuiepresupuneseri n mai mic sau n mai maremsur, fiind ntmpltoare eserile

pereilor portani dispui perpendicular.

Conlucrarea zidriilor din piatr brut i fasonat, modul decomportare difereniat n timp a celor dou categorii

tehnologice, respectiv calitatea eserii diferitor rnduri lazidriile din piatr brut sunt aspecte tehnologice majore.

subansambluride susinereistorice din

zidrie de piatraparent:

medieval

antic

7/26/2019 SPI_cap3.3

10/28


Urmtoarele reduc substanial calitatea subansamblurilor de susinere:


realizarea stratificat a majoritii zidriilor (mai ales) din piatr (ntre dou straturi

exterioare, lucrate ngrijit, exist un strat la mijloc, realizat din materiale de calitateinferioar, cteodat fr rezisten garantat);

Pereii portani istorici sunt elemente de suprafa avnd rol inclusiv decompartimentare pe orizontal a spaiului, fiind solicitai, de regul, la compresiune

excentric provenit din greutatea proprie (substanial n cazul zidriilor) i dinaciunea subansamblurilor susinute: arpante i planee. ncrcrile sunt gravitaionale

sau negravitaionale (vnt, seism, variaii de temperatur etc.).

3.3.3Perei portani istorici

cmuirile executate de-a lungul istoriei (fiind la mod mai ales n partea a doua asecolului XIX, cnd cldirile istorice au fost transformate n mas n cldiri moderne,

fixndu-se atenia mai ales asupra geometriei moderne i de regul n mai mic

msur asupra rezistenei elementului structural, nemaivorbind de modernitateaconceptului spaial rezultat n urma interveniei).

7/26/2019 SPI_cap3.3

11/28


3.3.3.1Criterii de clasificare alepereilor portani istorici

Criteriile de clasificare ale pereilorportani istorici sunt legate de

(a) funciunea arhitectural deservit,(b) materialele istorice din care sunt

realizate,

(c) tehnologiile de execuie utilizate,(d) stilul arhitectural:


(a)funciunea arhitectural deservitinflueneaz hotrtor modul de comportare apereilor portani: ncrcrile utile, modul lor de aciune i de transmitere ctre terenulde fundare caracterizeaz comportarea structurilor de susinere;

Structurile zidite, realizate dintr-un un material compus, cu rezistene moderate lacompresiune i reduse la ntindere i forfecare, cu rupere casant i cu ductilitate redus,

au fost folosite de-a lungul secolelor inclusiv la execuia pereilor portani.

subansamblu de susinere istoric pentru cldire

7/26/2019 SPI_cap3.3

12/28


(c)tehnologiile de execuie folositepentru perei portani istorici sunt

difereniate pe materiale: piatr,crmid, lemn, mixte (Fachwerk),


subansamblu de susinere istoric pentruzid de incint

(b)materialele de construcieutilizate pentru perei portani suntzidriile de piatr, de crmid sau

mixte, lemnul, alte materiale locale;

(d)dup stilul arhitectural, avemperei portaniromanice, gotice,

baroce.

3.3.3.2Comportarea mecanic a pereilor portani istoriciPereii portani istorici sunt supui aciunii ncrcrilor gravitaionale permanente(greutate proprie), respectiv utile (provenite de la planee susinute), precum-i

negravitaionale permanente (mpingerea planeelor boltite, a terenului la ziduri desprijin etc.), respectiv climaterice (vnt) i seismice.

7/26/2019 SPI_cap3.3

13/28


Solicitarea caracteristic este compresiunea excentric cu excentricitate mic(preponderent la fraciunea de lung durata a aciunilor), respectiv cu excentricitate

mare (mai cu seam la ncrcri negravitaionale maxime.


Stabilitatea pereilor portani istorici este demare importan, deopotriv n strile limit a

exploatrii normale, sau n strile limite ultime.

Pereii portani istorici lucreaz fisurai nexploatare, mai cu seama dup primul

eveniment seismic, la care structurile sunt

supuse.

stabilitatea subansamblurilor de

susinere istorice: coloane

stabilitatea subansamblurilor de

susinere istorice: perei

7/26/2019 SPI_cap3.3

14/28



3.3.3.3Alctuirea constructiv a pereilor portaniPereii portani realizate de-a lungul istoriei sunt difereniai alctuii, evident, n funcie

de materialele folosite, respectiv de sisteme structurale utilizate, care sunt proprii

diferitor stiluri arhitecturale.

Astfel pereii portani aistilului romanicsuntdin zidrii compacte, groase: deoarece, la

mpingerile bolilor, pereii nali s-au dovedit

subansambluri de susinere romanice, cu

cor transformat n perioad gotic

necorespunztoare (chiar groase i compacte),soluia a fost dat de sisteme bazilicale, unde

navele laterale lucrau ca i contrafori.subansambluri de susinere romanice, cu

nave laterale demolate

7/26/2019 SPI_cap3.3

15/28


Golurile de ferestre sunt mult mai mari, nlimile

majorate permit realizarea balcoanelor.n perioada gotic comunitile adeseori i permittransformarea bisericilor de stil romanic, fiind destul

de frecvente situaiile n care corul gotic, majorat,coexist cu nava romanic.


Rigiditatea pereilor portani a fost accentuat i de goluri mici de ferestre, chiar i aa,dac dimensiunile ferestrelor au fost dictate de alte considerente (dimensiunile

tmplriilor, respectiv a straturilor de nchidere transparente).

Sistemul de susinere al cldirilor goticeeste multmai amplu, deschiderile i nlimile cresc,

componentele orizontale provenite din mpingeri alebolilor, respectiv date de ncrcri negravitaionale

sunt preluate de sistemul de susinere rigidizat decontrafori.

subansambluri de susineregotice: vedere interioar

subansambluri de susineregotice: vedere exterioar

cu cor transformat

7/26/2019 SPI_cap3.3

16/28



Sistemul de susinere al cldirilorbaroceeste mai suplu, lipsesccontraforii, iar deschiderile inlimile cresc, componentele

orizontale provenite din mpingeriale bolilor, respectiv date de

ncrcri negravitaionale suntcteodat greu de preluat de sistemul

de susinere.

Schemele de descrcare, mai complexe fa de varianta romanic, indic rolulcontraforilor n diminuarea volumului de zidrie al sistemului de susinere.

subansambluri de susinere istorice de stil

baroc: prea zvelte, consolidate cu tirani

Spaialitatea sistemelor de susinere crete, fiind mai des utilizate planee boltite cudescrcare bidirecional (boli sau calote a vela). Golurile de ferestre sunt mai mari,

nlimile permit realizarea balcoanelor.

7/26/2019 SPI_cap3.3

17/28



n perioadabarocadeseori

interiorul

bisericilor

gotice sunttransformate,

fiind frecvente

situaiile ncare

contraforiigotici susinmpingereaunor boi a

vela.

Schemele de descrcare, mai complexe fa de varianta romanic, indic rolulcontraforilor n diminuarea volumului de zidrie al sistemului de susinere.

subansambluri de susinere istoricede stil baroc, ulterior introdui ntr-o cldiregotic, pstrnd contraforii

i i h i di l j l d hi i b i

7/26/2019 SPI_cap3.3

18/28



(1) exist o centur inferioar, imediatdeasupra fundaiilor, continu, de care sunt

fixate celelalte elemente ale pereilorportani; (2) sunt mbinri specifice lacoluri, respectiv la interseciile ntrepereii transversali i longitudinali.

Sistemele de susinere s-au realizatinclusiv din lemn, situaii n care

preteniile mecanice pretinse sistemelorde susinere au fost asigurate prinalctuiri constructive, respectiv

tehnologii adecvate, astfel:

subansambluri de susinere istorice:perei din lemn, vedere din exterior

subansambluri de susinere istorice:perei din lemn, vedere din interior

U i i T h i di Cl j F l d A hi i U b i

7/26/2019 SPI_cap3.3

19/28


Stlpii (coloane, piliere, pile) portani

sunt elemente liniarenumai cu rol desusinere a planeelor i / sau bolilor.


3.3.4Coloane i stlpi istorici

Sunt solicitai, la compresiune excentricprovenit din greutatea proprie i dinaciunea subansamblurilor susinute:

arpante i planee. ncrcrile sunt majoritargravitaionale. ncrcrile negravitaionale(vnt, seism, etc.) sunt preluate de pereiiportani, cu care stlpii istorici coexist.

subansambluri

de susinere istorice: stlpi tencuii

subansambluride susinere istorice: stlpi apareni


7/26/2019 SPI_cap3.3

20/28



(a)materialele de construcieutilizate pentru coloane i stlpi istorici sunt zidriile depiatr, de crmid sau mixte, lemnul;

3.3.4.1Criterii de clasificare ale coloanelor i stlpilor istoriciCriteriile de clasificare ale coloanelor i stlpilor istorici sunt legate de (a) materialele

istorice din care sunt realizate, (b) tehnologiile de execuie utilizate, (c) stilul i

funciunea arhitectural deservit:

zidrie de crmid

rndunic

subansambluri de susinereistorice: stlpi din

piatr dintr-o bucatpiatr zidit


7/26/2019 SPI_cap3.3

21/28


(b)tehnologiile de execuie folositepentru coloane i stlpi istorici sunt

difereniate pe materiale: piatr, crmid,lemn, mixte (Fachwerk),


(c)dup stilul i funciuneaarhitectural deservit, avemde

exemplustlpi i coloaneromanice,gotice, baroce,influenai de ncrcrile

utile, de modul lor de aciune i detransmitere ctre terenul de fundare.

subansambluri de susinere istorice: stlpidublii, marcai de stilul arhitectural

subansambluri de susinere istorice: Fachwerk

U i it t T h i di Cl j F lt t d A hit t i U b i

7/26/2019 SPI_cap3.3

22/28



3.3.4.2Comportarea mecanic acoloanelor i stlpilor: coloanele i stlpiiportani sunt supui aciunii ncrcrilor

gravitaionale permanente (greutate proprie),respectiv utile (provenite de la planeesusinute). Solicitarea caracteristic este

compresiunea excentric cu excentricitatemic (preponderent la fraciunea de lung

durata a aciunilor).ncrcrile negravitaionale permanente

(mpingerea planeelor boltite, mpingereaterenului la ziduri de sprijin etc.), respectiv

climaterice (vnt) i seismice, proprii sistemelor

de susinere, sunt preluate de pereii portaniadiaceni coloanelor i stlpilor. Zonele derezemare sunt astfel concepute, nct s distribuie

ct mai uniform ncrcrile i s elimineconcentrrile de eforturi.

subansambluri de susinere istorice: zone

de rezemare din piatr

subansambluri de susinere istorice:zone de rezemare din lemn


7/26/2019 SPI_cap3.3

23/28



3.3.4.3Alctuirea constructiv a coloanelor i stlpilorColoanele i stlpii sunt realizai dintr-o singur bucat din piatr (eventual marmur)

sau lemn, respectiv zidite din piatr sau de crmid.Este posibil ca elementele portante s fie aparente sau tencuite.

De multe ori stlpii sunt ancorai de partea din sistemul de susinere format din pereiportani prin tirani metalici, avnd rolul de a prelua mpingerile planeelor boltite

susinute de coloane sau stlpi.

subansambluri de susinere istorice:stlpi dintr-o singur bucat

subansambluri de susinere istorice: stlpidin zidrie de piatr


7/26/2019 SPI_cap3.3

24/28


Subansamblurile de fundaii istorice (fig. 3.80a) aurolul de a transmite terenului bun de fundare ncrcrile

structurilor de susinere. Ele au fost realizate n modintuitiv i empiric, din diferite materiale istorice, de

regul pn n secolul al XIX-lea inclusiv. Conceptelede alctuire structural geometrice sau mecanice

materialele folosite, tehnologiile de realizare constituie

repere majore, bine conturate pentru localizarea lor ntimp i spaiu.


FUNDAIIISTORICE3.4

3.4.1

Date generale

Geometria subansamblurilor este n strict concordan cu configuraia n plan a cldiriideservite (partiuri dreptunghiulare, ptratice, circulare sau avnd forme geometrice

compuse), fiind influenat de exigenele funcionale, de natura terenului de fundaresau de poziia geografic a edificiului.

fundaie istoric


7/26/2019 SPI_cap3.3

25/28



Fundaiile inginereti aprute n secolul al XIX-leai generalizate n secolul al XX-leasunt

concepute n baza unor raionamente (n general

calcule) inginereti, realizndu-se mai cu seam dinbeton simplu, armat sau precomprimat.

Istoria structurilor de fundaii admite deopotrivdiversitatea conceptual, material i tehnologic.

Apariia i utilizarea diferitelor caractere s-a suprapus n timp, realizndu-se deseorisubansambluri structurale purtnd proprieti a dou, chiar a trei caractere.

Caracteristicile locale sunt legate de materialele locale existente, precum i de condiiilelocale de fundare.

fundaie inginereasc

3.4.2Alctuirea subansamblurilor de fundaii istorice

Subansamblurile de fundaii istorice sunt realizate preponderent din zidrie de piatr saude crmid, dar inclusiv lemnul a fost utilizat din plin (mai ales sub form de piloi),

doar c, avnd o durabilitate mai redus, s-a pstrat n mai mic msur.


7/26/2019 SPI_cap3.3

26/28


Desigur, nu trebuie uitate fundaiile realizate din diferite materiale locale (mai cu seamla construcii vernaculare) de durabilitate redus dar larg rspndite. Acestea din urm,

avnd caracter de patrimoniu, necesit cunoaterea proprietilor fizico-mecanice,

inclusiv a posibilitilor de reabilitare structural.Subansamblurile de fundaii istorice sunt tratate, asemntor primelor trei

subansambluri de structuri portante, prin prisma concepiei i alctuirii structurale,aceasta din urm presupunnd materiale i tehnologii specifice.


(1) Concepia de structur portant difereniaz elementele subansamblurilor defundaii n cele de suprafa sau de adncime.

Din clasa elementelor portante de suprafa fac parte fundaiile continue sau izolate(legate ntre ele prin arce de zidrie). n ambele situaii, fundaiile sunt rigide.

Elementele portante de adncime sunt de regul piloi din lemn de stejar, realizai cusucces n zone mltinoase; pstrndu-se n mediu umed (practic sub ap), aceti piloi

rmn intaci timp de sute de ani.

(2) Realizate din materiale specifice zidriilor de crmid sau piatr, folosind mortarede var, avnd marc ce arareori depete M10sau mortare din argil, practic fr marc

minim garantat, nu sunt protejate contra agenilor subterani.


7/26/2019 SPI_cap3.3

27/28



n cazul fundaiilor pe piloi, acestea sunt realizate din lemn de stejar, care sub ap saun condiii constante de umiditate are o comportare corespunztoare, rezistnd n timp

inclusiv la aciuni seismice.

(3) Tehnologiile de execuiepresupun eseri n maimic sau n mai mare msur, fiind ntmpltoareeserile fundaiilor dispuse perpendicular ntre ele.

De asemenea, conlucrarea fundaiilorrealizate n epoci diferite, tasrile inegale ale zonelor

realizate n diferite etape,precum i ale eventualelor rosturi de pmnt lsate

ntre dou fundaii consecutive constituie aspectetehnologice majore.

fundaii pe inele de fntn

3.4.4.2Comportarea mecanic a fundaiilor de adncime istoriceFundaiile istorice de adncime pe piloi din lemn se comport ca i fundaiile pe piloi:de regul o parte din ncrcare se transmite prin vrful piloilor, cealalt parte prin

frecare, pe nlimea piloilor. Fundaiile pe inele de fntn de asemenea aucorespondent ingineresc: fundaiile pe chesoane.


7/26/2019 SPI_cap3.3

28/28



(a)fundaiile pe inele de fntn sunt realizaten urma lansrii inelelor ( de 1 2 m diametru,de 28 m adncime) din umplutur realizat nmortar de var, realizndu-se arce de susinere a

pereilor portani ntre inelele colmatate. Arceles-au executat de cel puin dou crmid nlimei au cutat aplicarea unor mortare rezistente la

ap;(b)fundaiile pe piloi din lemnsunt realizatedin lemn de esen tare (stejar etc.), proaspt

tiate i lansate prin batere cu berbec.

3.4.4.3Alctuirea constructiv a fundaiilor de adncimeFundaiile istorice de adncime sunt alctuite difereniat, n funcie de varianta

tehnologic:

Piloii sunt ncastrai cu 30 60 cm n terenul bun de fundare. Peste piloi de regul s-auaezat grtare din lemn de stejar, acoperite cu dulapi, pe care s-au executat zidriile ale

pereilor portani.

fundaii pe piloi din lemn

spi_cap3.3

Documents