Grosu Iuliana Andrea

Grupa 42I

Arhitectura, Ingineria si Invatamintele Dezastrelor Seismice

Partea I

Hazard, Vulnerabilitate si Risc in Zonele Seismice din Romania

Hazardul seismic din Romania este datorat sursei seismice subcrustale Vrancea si

mai multor surse seismice de suprafata (Banat, Fagaras, Dobrogea, etc.). Sursa

Vrancea este determinanta pentru hazardul seismic din circa doua treimi din teritoriul

Romaniei, in timp ce sursele de suprafata contribuie mai mult la hazardul seismic

local. La nivel european, seismicitatea Romaniei poate fi caracterizata drept medie,

dar avand particularitatea ca seismele cu focarul in sursa subcrustala Vrancea pot

provoca distrugeri pe arii intinse incluzand si tarile invecinate. Cutremurele vrancene

au fost sesizabile in Europa pe suprafete care au atins 2 milioane de km2.

Oscilatiile cutremurului afecteaza atat pamantul cat si cladirile si ceea ce se

gaseste in interiorul acetora, mobilier, echipamente, oameni retele de utilitati.

Magnitudinea reprezinta o mărime care indică gradul de intensitate al unui cutremur

de pământ. Cel care a pus in discutie pentru prima data aceasta tema este Charles

Richter, un fizician, astronom si seismolog.

Intensitatea cutremurului este o masura a severitatii miscarii terenului pe baza

evaluarii marimii efectelor observate intr-o zona de intindre redusa in care se

presupune ca acestea sunt relative unifome.

Magnitudinea se refera numai la marimea conventionala a seismului, energia

declansata de socul seismic, in zona epicentrala. Intensitatea se refera la marimea

efectelor seismului in diferite amplasamente, este diferita in locuri distincte, descreste

in general cu distanata fata de epicentru.

Seismicitatea este un factor cauzal in expresia matematica, prin care probabilitatea

fenomenelor puternice de-a lungul timpului istoric, modul reetitiv al acesteia.

Din punct de vedere architectural, cladirile vor fi mereu expuse riscului in timp

ceunele personae pot pleca un timp din zonele neseismice sau din cladiri si astfel isi

schimba expunerea. Unele constructii reprezinta o vulnerabilitate care reprezinta

susceptibilitatea unor constructii de a suferi avarii la seisme, depinzand de calitatile

lor antiseismice, avarierea la seisme precedente, deteriorarea in timp. Riscul seismic

afecteaza constructiile si este descries ca probabilitatea de a se produce efecte

negative , avarii si pierderi, considerand o anumita perioada de timp de referinta.

Cauzele antropice ale riscului seismic sunt reprezentate de vulnerabilitate

constructiilor, modul in care unele elemente sunt principalele deteriorate.

Vulnerabilitatea poate fi redusa prin interventii asupra constructiilor.

Undele seismice pot fi de tip longitudinal: unde primare, superficiale si unde lowe,

cele care produc cele mai importante efecte inertiale asupra constructiilor sunt cele

transversal.

Terenul si cladirile reactioneaza diferit la oscilatii, cladirile inalte raspunde diferit de

cele joase, iar componentele nestructurale preiau miscarea si pot suferi avarii.

Structurile joase rigide din fondul construit mai vechi, sunt supuse majoritar la forte

taietoare, apar fisuri,crapaturi, dislocari din cadre, deplasari normale pe plan –

oscilatii de corp rigid incastrat in teren, pe cand structurile inalte, zvelte, sunt supuse

majoritar la, momente incovoietoare, redistribuite la nodurile grinda grinda-stalp,

oscilatii de pendul incastrat in teren.

În România, se întâlnesc două categorii de cutremure, și anume:

Cutremure polikinetice (mai multe șocuri, pe parcursul mai multor luni):

cutremure făgărășene

cutremure Pontice (cu focarele paralele cu litoralul Mării Negre)

cutremure danubiene (în zona Moldova Nouă - Vârșeț)

Cutremure monokinetice (însoțite sau nu de replici):

cutremure transilvane (Mureș – Târnava Mare)

cutremure prebalcanice (în Bulgaria)

cutremure banatice (aflate în legătură cu tendința de scufundare a zonei)

cutremure moldavice:

cutremure carpatice (în Curbura Carpatică)

cutremure vrâncene (cele mai multe; sunt intermediare, cu focarul între 100 - 150 km

adâncime)

Activitatea seismică cea mai puternică din România se concentreză în zona Vrancei,

la adancimi intermediare de 60-200 km, intr-o placă subdusă veche, aproape

verticală.

Cutremurul din 1802

Turnul Colțea: Cutremurul din Vrancea din anul 1802, care a avut loc în ziua 26

octombrie 1802 a fost un cutremur de adâncime, cu o magnitudine de 7,9 - 8,2 grade

pe scara Richter cu epicentrul în zona Vrancea.A fost cel mai puternic cutremur

vrâncean care a fost înregistrat. A fost simțit din Moscova până în Istanbul. În

București s-au prăbușit toate turlele bisericilor iar Turnul Colței s-a rupt de la

jumătate.

Cutremurul din 1940: Cutremurul din 1940 a fost un cutremur cu o magnitudine de

7,4 grade pe scara Richter, produs la ora 3:39 din 10 noiembrie 1940, cu epicentrul

în zona Vrancea la o adâncime de circa 133 km. A fost primul mare cutremur din

România contemporană. A durat 3 minute. Efectele lui au fost devastatoare în centrul

și sudul Moldovei, dar și în Muntenia. Numărul victimelor a fost estimat la 1000 de

morți și 4000 de răniți, majoritatea în Moldova. Din cauza contextului în care s-a

produs, cifra exactă a victimelor nu a fost cunoscută, informațiile fiind cenzurate în

timpul războiului. Cutremurul s-a simțit și în București, unde au existat circa 300 de

morți, majoritatea la prăbușirea blocului Carlton, structură cu 12 etaje din beton

armat, foarte modernă la acea vreme. Multe alte blocuri din București au fost

considerabil deteriorate. După cutremur Asociația Generală a Inginerilor din România

a întreprins un studiu detaliat al efectului cutremurului asupra clădirilor din beton

armat. Principala concluzie a fost că normele pentru calculul clădirilor din beton

armat, practic copiate după cele germane, nu prevedeau calculul la eforturi seismice,

Germania nefiind situată într-o zonă de risc seismic. Au fost elaborate noi norme care

au fost aplicate la toate clădirile construite în perioada postbelică.

Cutremurul din 1977

Biserica Ienei: Cutremurul din 1977 (Cutremurul din '77) a fost un puternic cutremur

care s-a produs la ora 21:22 în data de 4 martie 1977, cu efecte devastatoare asupra

României. A avut o magnitudine de 7,2 grade[9] pe scara Richter și o durată de circa

56 de secunde.570 de victime, din care 1.391 numai în București. La nivelul întregii

țări au fost circa 11.300 de răniți și aproximativ 35.000 de locuințe s-au prăbușit.

Majoritatea pagubelor materiale s-au concentrat la București unde peste 33 de clădiri

și blocuri mari s-au prăbușit.

Cutremurul a afectat de asemenea și Bulgaria. În orașul Sviștov, trei blocuri de

locuinte au fost distruse și peste 100 de oameni au fost uciși.

Epicentrul cutremurului a fost localizat în zona Vrancea, cea mai activă zonă

seismică din țară, la o adâncime de circa 100 km. Unda de șoc s-a simțit aproape în

toți Balcanii.

Harta cutremurelor din 1990

Cutremurul din 1986 a fost un cutremur cu magnitudinea de 7.1 grade pe scara

Richter.A afectat România, Bulgaria, Serbia, Republica Moldova și Ucraina.A distrus

55.000 case, omorând peste 150 de oameni, și rănind alți 558. Cutremurele din

1990: au fost 3 cutremure (30/31 mai) cu magnitudini de 6.9, 6.4 respectiv 6.1. În

România, au fost 13 morți și 362 răniți.

Lectia Carlton: blocul a fost prima „victima”, primul colaps al unei, structuri

moderne inalte din beton armat la cutremur inEuropa, in special la unul de Vrancea;

dupa prabusirea sa si avarierea altor cladiri inalte s-a manifestat temporar o frica de

a locui in blocuri; a fost studiat de Prof. A. Sieberg din Germania desi colapsul a

ramas in mentalul epocii ca un accident unic in istoria betonului armat, cauzat de o

combinatie nefasta de abateri de la norme si de un cutremur neasteptat de violent, a

fost in realitate o structura reprezentativa pentru limitele arhitecturii si ingineriei de

constructii din epoca. În 1940, nu exista o comunicare n între geologii ntre geologii-

seismologi ai epocii şi arhitec i arhitecţi sau inginerii structuri i structurişti, p ti, pentru

a se entru preocupa de comportarea clădirilor la acţiuni dinamice deoarece multe

dintre accentele arhitectonice albe cu turn de colt ale anilor 1930 1930-1940 s s-au

prabusit la cutremurul din 1977, cazul Carlton poate fi astazi considerat un

avertisment neluat in seama la timp. Anumite blocuri au fost avariate sau chiar

distruse total de seismele din Romania, acestea sunt: Blocul Turn Sala Palatului cu 2

etaje mai sensibile, Bloc turn Calea Grivitei cu parterul slab, Bloc Sos. Stefan cel

Mare cu parterul slab, dupa cutremurele accentuate unele constructii au fost

prabusite sau demolate.

Acceleratorul japones SMAC-B a furnizat singura accelerograma de interes

ingineresc si a avut o importanta extraordinara, deoarece S-a “descoperit descoperit”

existenta continutului spectral specific, oscilatii cu componente de perioada lunga

1,5s 1,5s…1,8s, complet diferite de acela ale cutremurelor de tip californian – de

suprafata - din normativul P13/1963 si P13/1970. Acceleratii mult mai mari ca in

normative. Cladirile zvelte au fost suprasolicitate, iar structura incarcata cu armare

transversal este insuficienta la capitel. Dupa aceste seisme s-a inceput comunicarea

pericolului public privind cladirile vulnerabile prin expertizarea constructiilor si

semnalarea cu o bulina rosie in cazul in care acea constructive nu respecta conditiile

pentru rezistenta la sesme.

Focsaniul a fost unul dintre orasele care au avut de suferit din cauza cutremurelor,

acum avand dezvoltata un concept puternic de construire a cladirilor care sa reziste

la cutremure.

Partea II

Arhitectura ca Sursa a Riscului Seismic in Secolul XX

Inca din cele mai vechi timpuri s-a incercat o separare a meseriilor, iar de aici au

rezultat mai multe ramuri care se ocupa cu ridicarea constructiilor prin forta unitara si

comunicare pentru a rezulta o cladire rezistenta si utilata cu toate necesitatile si

pentru a fi ferita de toate pericolele natural.

Cultura seismica este reprezentata prin cunostinte dobandite si transmise adecvat,

pe termen lung, prin traditii, norme sau de catre specialisti, atat locuitorilor, cat si

autoritatilor si prin comportamentele coerente ale comunitatilor umane in legatura cu

dobandirea sau lipsa lor. Cei mai avansati din punct de vedere seismic sunt japonezii

are au avut parte de foarte multe sesme si au dezvoltat o intreaga teroie si metoda

de proiectare in functie de terenul si zona seismica care se afla in apropierea

constructiilor.

Arhitectii si inginerii au reusit de-a lungul timpului sa gaseasaca un numitor comun

pentru proiectarea cladirilor si pentru a nu exista riscul de a declansa o reactive in

lant in caz de cutremut.

Arhitectura moderna reprezinta o sursa a riscului, dovada fiind efectul de dezastru

dat de copier in masa a principiilor propuse de Le Corbusier, devenite solutii

structural vulnerabile.

In argumentare se pornea de la separarea inginereasca a rolului elementelor

structurale (portante) si nestructurale nestructurale, se accentua , existenta unor

elemente suport care sa separe primul etaj de umiditatea solului solului, asigurand

mai mult aer si lumina lumina, etajul I fiind rezemat pe stalpii sau pilonii parterului

parterului, inalti de 3 3…6 m, spatial acesta devenind eventual o continuare a gradinii

gradinii. Principiul care impunea terasa circulabila cu placi de beton plasate pe nisip

si pamant inierbat urmarea protectia betonului impotriva temperaturilor ridicate

ridicate. Partiul liber, destinat a fi departajat arhitectural in diferite solutii solutii, a fost

corelat cu existenta structurii suport din elemente verticale si plansee plansee, pe

care elementele de compartimentare aveau rol de « membrane » (de ex. ecrane sau

paravane paravane, eventual numai mobilier) iar pentru a prelua incarcari mari apar

plansee de mari deschideri deschideri.

Al patrulea principiu urmarea sa aduca un spor insemnat de lumina prin ferestre in

bandouri orizontale orizontale, continue, evitand spaletii de zidarie zidarie, fiind

corelat cu al cincilea punct care prevedea planseele in consola ca suport pentru

fatade care nu au rol portant, independente de rezolvarile interioare interioare.

Evaluarea inginereasca

Inginereste, trebuie evaluat realist ca introducerea unor elemente de

compartimentare usoare, asa cum le le-a gandit Le Corbusier, nu implica neaparat la

efecte de parter flexibil flexibil; in schimb, prezenta umpluturilor de zidarie prea rigida

in cadrele superioare fata de parterul cu stalpi liberi, poate conduce la o astfel de

comportare. In practica, noul tip de cadru din beton armat (un schelet din stalpi, grinzi

si placi - frecvent grele si foarte rigide in raport cu stalpii) a fost copiat ca solutie

universala si modificat, iar spatiul dintre stalpi sau de langa acestia a fost umplut

frecvent cu zidarie sau beton la etaj ori chiar la parter.

Parterul slab sau flexibil

Specificul constructiv – structural, care are influenta asupra comportarii seismice

seismice, se , caracterizeaza prin partere flexibile cauzate de: structura de tip bloc pe

piloni (partea superioara care este masiva deoarece are cadre cu umplutura de

zidarie zidarie, in , timp ce la parter sunt numai stalpi stalpi) ; orientarea unilaterala a

stalpilor lamelari de la parter (de ex. in Turcia Turcia) perpendicular pe planul fatadei

fatadei, ceea ce face ca rigiditatea sa fie foarte diferita pe cele doua directii ale

cladirii cladirii, structura , fiind vulnerabila pe directia in lungul fatadei fatadei;

prezenta grinzilor puternice si a stalpilor slabi, a planseelor grele (casetate casetate),

lipsa elementelor de contravantuire pe cele doua directii (zidaria din corpuri ceramice

este subtire si casanta casanta).

Stalpii scurti apar ca urmare a geometriei, depind de arhitectura ,parapeti ,amenajari

, modificari, adaugiri de parapeti ,calcul pe situatia reala de solicitare M vs. T,armare,

depinde de inginerie, realitatea solicitarii, complet diferita de calcul si armare.

Cutremurele din Nicaragua (1972) si Guatemala (1976) au redat vulnerabilitatea

excesiva a constructiilor din asezari urbane aglomerate aglomerate, fara protectie

antiseismica si control public si importanta avarierilor elementelor nestructurale.

Cutremurul Tangshan, China (1976) a tras un semnal de alarma privind efectele

grave ale subestimarii seismicitatii si a realizarii in numar foarte mare a unor cladiri

vulnerabile (structuri din zidarie multietajate fara armature sau elemente din beton

beton). ).

Cutremurul Friuli, Italia, 1976 - avarii la cladiri traditionale traditionale, impact

regional.

Cauzele avariilor sunt structure de beton armat, in contextual acceleratiilor orizontale

si verticale foarte ridicate ridicate, armarea transversala a structurilor executate in

anii 1960 1960-1970 a fost insuficienta insuficienta, reprezinta una din cauzele

prabusirilor – similar Romania 1977, etaje taje cu insuficienti pereti structurali din

cladirile de birouri, efectul modurilor de oscilatie superioare superioare, efectul

perioadelor de oscilatie lungi.

In secolul XX vulnerabilitatea este cladita de noi, inclusa, sau acceptata in fiecare

decizie si activitate care nu respecta anumite reguli si care inevitabil va cauza

dezastre atat naturale cat si din punct de vedere a cladirilor.

Partea III

Progrese si Stragnari in Secolul XXI

Arhitectura elitelor poate declara ca a ajuns in secolul XXI din punctual de vedere al

ingineriei structurale, seismica de varf poate proiecta siguranta structurilor

superinalte, iar codurile de proiectare sunt avansate s se resimte povara riscului

seismic “by design” provenit si acumulat din etapele anterioare. Prin revitalizarea

urbana multe cladiri sunt reamenajate pentru alte functiuni.

In aceasta periada sau dezvoltat o serie de tehnici existente care ajuta la

preintampinarea dezastrelor si la culturalizarea populatiei si instaurarii unei anumite

culture in cadrul constructiilor. Acesete tehnici existente sunt:

Predictia pe termen scurt si imminent

Alerta instrumentala cu 26…30 sec. avans

Plecarea din apartament la sesizarea miscarii

Microzonarea

Protectia sub ceva solid

Adapostul anti-seismic

“Triunghiul vietii”

Casa “pe pamant” vs. apartament la bloc

Trusa de cutremur

Amenajarea de interior trebuie sa previna acidentele in caz de seism. Omul este

acelasi ca in secolele precedente. Perceptia miscarii, corpul uman si oscilatiile. Omul

percepe miscarea seismica in mod deformat, emotional, in general cu o durata marita

de cateva ori. Oscilatiile seismice au anumite componente dominante (frecvente

dominante) care sunt importante pentru reactia umana.Oscilatiile a caror frecventa

dominanta coincide cu frecventa proprie a cladirii conduc la fenomene de rezonanta,

deci de amplificare a oscilatiei acesteia de 2-3 ori. Oscilatiile cladirii, ale caror

componente dominante sunt apropiate de frecvente proprii caracteristice corpului

uman sau a unor organe umane, influenteaza organismul pe cale fiziologica sau

psihologica.

Reactii fiziologice

cresterea rapida sau neregulata a ritmului cardiac, palpitatii,

cresterea tensiunii

tremuraturi, ameteala, dureri de cap, senzatia de oboseala

sufocare, transpiratie,

contractii musculare, blocaj motor, voma, crampe stomacale /diaree,

Factorii psihologici

La seisme de gradul VII s-au inregistrat trei tipuri de senzatii:

senzatia ca oscilatiile nu se mai opresc

senzatia de surprindere;

senzatia de spaima (pondere redusa).

Din punct de vedere al comportamentului se disting doua tipuri de reactii:

reactii passive

reactii active

Exista o dependenta a reactiei si in functie de sex, femeile fiind mai preocupate de

copii, de bunurile parasite in locuinta. Pe masura amplificarii oscilatiei cladirii reactiile

persoanei si membrilor familiei pot fi influentate de unele efecte ale acestui fenomen

fizic (oscilatii laterale, fisurari, caderi de mobilier, obiecte si tencuieli). Cei mai multi

dintre locatari descriu fantezist deformarile spatiale ale peretilor camerelor

apartamentului sau oscilatiile blocurilor invecinate in raport cu blocul propriu.

Reactii emotionale

Indiferent de experienta seismica a locatarului, acesta sau unii membri ai familiei, cu

psihic labil, pot reactiona negativ emotional (partial sau total) din motive

independente de vointa lor, prin:

senzatia de teama, nesiguranta

panica, agitatie

dorinta de evacuare din locuinta

depresie, plans, neliniste, iritabilitate, isterie.

In acest moment persoanele cu sange rece nu dau curs conexiunilor de idei

catastrofale legate de ipoteze negativiste privind sansele de salvare. Datorita unei

multitudini de factori, locatarul nu va putea sa se evacueze dintr-o locuinta

multietajata in timp util. Daca o face, faza oscilatiilor puternice il va surprinde pe

scari, unde exista pericole suplimentare, de accidentare, bustrade.

Asadar in cladirile trebuie sa fie construite in functie de zona seismica in care se

afla si in functie de analizele facute de seismologi si ingineri, pentru a putea asigura

o stabilitate si o siguranta societatii in care traim, iar oamenii trebue sa fie educati in

acest scop pentru a putea reactiona normal si a nu se instala o panica generala in

care sa se produca foarte multe victim.