tmlc - expertizare ba - 9

Expertizarea şi consolidarea structurilor din beton armat pentru construcţii civiledin beton armat pentru construcţii civile,

industriale şi agricole

Cursul 9

1

CONSOLIDAREA STRUCTURILOR CUCONSOLIDAREA STRUCTURILOR CU PEREŢI DE BETON ARMAT

A. Posibile deficienţe de sistemi. Rezistenţă insuficientă la forţe laterale

Acest tip de deficienţă apare la multe construcţii de tip dual. Sporirea rezistenţei laterale de ansamblu a structurii se poate

realiza prin măsuri cum sunt: introducerea unor pereţi suplimentari, cu sporireaintroducerea unor pereţi suplimentari, cu sporirea

corespunzătoare a capacităţii fundaţiilor; consolidarea pereţilor existenţi şi a grinzilor de cuplare; izolarea seismică a bazei.

2


A. Posibile deficienţe de sistemii. Insuficientă rigiditate laterală

O asemenea deficienţă poate apărea la structuri cu pereţi dispuşi l di t ţ ila distanţe mari.

Ca şi în cazul deficienţelor de rezistenţă, remedierea acestei deficienţe se realizează fie prin introducerea de pereţip psuplimentari, fie prin mărirea secţiunilor pereţilor existenţi şi a altor elemente structurale ale construcţiei.

Sporul de rigiditate trebuie să fie suficient pentru ca cerinţele Sporul de rigiditate trebuie să fie suficient pentru ca cerinţele seismice să nu depăşească capacitatea de deformare post-elasticăa elementelor care nu se consolidează.ÎÎn caz contrar, trebuie aplicate măsuri specifice pentru creşterea proprietăţilor de deformare ale acestora.

3


A. Posibile deficienţe de sistemiii. Configuraţia structurală neregulată

a) pereţi discontinui pe verticală Măsuri de intervenţie posibile: introducerea de pereţi suplimentari, eventual completarea

peretelui la nivelul unde intervine discontinuitatea;peretelui la nivelul unde intervine discontinuitatea; întărirea stâlpilor de sub pereţii întrerupţi.

De multe ori, aceste măsuri trebuie însoţite de măsuri de îmbunătăţire a legăturii elementelor verticale ale structurii cu diafragmele orizontale (planşeele).

4


A. Posibile deficienţe de sistemiii. Configuraţia structurală neregulată

b) niveluri slabe sau flexibile Măsurile de intervenţie au în vedere, în acest caz, mărirea

rezistenţei sau/şi a rigidităţii laterale a nivelului slab.c) colţuri intrânde sau goluri mari în planşeuc) colţuri intrânde sau goluri mari în planşeu

Dacă este acceptabil, se poate completa total sau parţial suprafaţa planşeului sau se prevăd armături de centură, adecvat

t t b d l il l i t â dancorate, pentru bordarea golurilor sau a zonelor intrânde.d) dispoziţii de pereţi la care centrul de rigiditate sau centrul de

rezistenţă, sunt puternic excentrice faţă de centrul maselor În această situaţie, intervenţia structurală va urmări corectarea

acestei deficienţe prin introducerea unor pereţi de echilibrare.5


A. Posibile deficienţe de sistemiv. Traseu întrerupt al încărcărilor către

terenul de fundare În construcţiile existente, cu precădere în cele vechi, pot apărea

numeroase tipuri de situaţii în care este afectată continuitatea fluxului de încărcări către baza construcţiei.fluxului de încărcări către baza construcţiei.De exemplu, absenţa elementelor care asigură colectarea încărcărilor inerţiale din planşee şi a elementelor de conectare î t l i ţiîntre planşee şi pereţi.În asemenea situaţii, se introduc, în planşee şi la interfaţa dintre acestea şi pereţii de beton armat, centuri şi elemente noi de conectare, realizate cu diferite tehnici.

6


B. Posibile deficienţe de alcătuire a l l lelementelor structuralei. Insuficientă rezistenţă la încovoiere a pereţilor

→ Remediul constă în cămăşuiri din beton armat cu armături verticale continue (mai rar cu piese de oţel sau polimeri armaţi)polimeri armaţi).

ii. Insuficientă rezistenţă la forţa tăietoare a pereţilor→ Remediul constă în cămăşuirea inimii pereţilor cu beton→ Remediul constă în cămăşuirea inimii pereţilor cu beton

armat monolit, plăci de oţel sau polimeri armaţi cu fibre.

→ În anumite situaţii, la pereţii cu suprarezistenţă excesivă la ţ , p ţ p ţîncovoiere, se poate reduce cerinţa de solicitare la forţa tăietoare fragmentând pereţii prin şliţuri verticale adecvate.7


B. Posibile deficienţe de alcătuire a l l lelementelor structuraleiii. Rezistenţă insuficientă a grinzilor de cuplare la

moment încovoietor şi/sau la forţă tăietoare→ Se impune cămăşuirea cu diverse materiale, după caz, beton armat polimeri armaţi cu fibre sau piese metalicebeton armat, polimeri armaţi cu fibre, sau piese metalice. → În cazul unor grinzi de cuplare grav degradate în urma cutremurului, o soluţie raţională este demolarea şi returnarea

îlor cu armări îmbunătăţite.

iv. Insuficientă capacitate de deformare a pereţilorR di tă î d lt ţi il î i l l→ Remedierea constă în dezvoltarea secţiunilor, în special la

capetele pereţilor, prin cămăşuirea bulbilor şi, în general, a zonelor de la extremităţile secţiunilor. 8


B. Posibile deficienţe de alcătuire a l l lelementelor structuralev. Deficienţele de alcătuire a planşeelor

a) absenţa unor centuri, suficient dezvoltate, de bordare a marginilor planşeelor sau a golurilor de dimensiuni mari În asemenea cazuri se completează planşeele existente cu În asemenea cazuri se completează planşeele existente cu

elemente realizate din beton armat, piese de oţel, sau fâşii din FRP, capabile să preia solicitările aferente.

b) legături slabe la interfaţa planşeu-pereţi, incapabile să transfere lunecările care apar la limita dintre acestea Sporul de capacitate necesar acestor legături se realizează p p g

cu ancore de diverse tipuri, piese din cornier etc.9


B. Posibile deficienţe de alcătuire a l l lelementelor structuralev. Deficienţele de alcătuire a planşeelor

c) lipsa unor legături eficiente între elementele prefabricatecare să asigure comportarea acestor planşee ca diafragme Soluţia optimă de consolidare o constituie turnarea peste Soluţia optimă de consolidare o constituie turnarea peste

elementele prefabricate a unui strat de beton suficient de gros (funcţie de deschiderea planşeului), armat adecvat.

10

CREŞTEREA REZISTENŢEI LACREŞTEREA REZISTENŢEI LA ÎNCOVOIERE A PEREŢILOR

Creşterea capacităţii de rezistenţă la încovoiere a pereţilor se realizează prin introducerea unor cămăşi/elemente noi de p şbeton armat sau de oţel, în special la extremităţi.

În această situatie este necesară realizarea continuităţii pe verticală a elementelor nou introduse ceea ce presupune spargerea locală a elementelor orizontale (plăci şi/sau grinzi) întâlnite pe înălţimea peretelui.întâlnite pe înălţimea peretelui.

Se pot aplica şi soluţii în care grinzile să fie ocolite, spargerea acestora fiind evitată.

În situaţiile în care sporirea rezistenţei la încovoiere duce la creşterea forţei tăietoare de proiectare peste capacitatea elementelor vor fi necesare şi măsuri de sporire a rezistenţei laelementelor, vor fi necesare şi măsuri de sporire a rezistenţei la forţa tăietoare.

11


element nou din b.a

perete existent pfără bulbi

perete existent

element nou din b.a

cămăşi de b.a. continue pe înălţime perete existent cu

bulbi

12Adăugarea unor bulbi din beton armat sau mărirea celor existenţi


plăci de oţel

spaţiu umplut cu

perete existent cu bulbi

spaţiu umplut cu mortar matat sau răşini epoxidice

corniere corniere


corniere de oţel continue pe înălţime

13Adăugarea la colţurile bulbilor a unor corniere rigidizate orizontal cu benzi din oţel


benzi de oţel pentru sporirea capacităţii la forţă tăietoare

placă de oţel placă de oţel p ţcontinuă pe

înălţime

p ţcontinuă pe

înălţime

14Adăugarea unor plăci din oţel la extremităţile peretelui

aderenţă realizată cu răşini epoxidice

conectori

CREŞTEREA DEFORMABILITĂŢIICREŞTEREA DEFORMABILITĂŢII (CREŞTEREA DUCTILITĂŢII)

Creşterea capacităţii de deformare post-elastică se face prin confinarea zonelor de capăt ale pereţilor, introducând p p ţ ,cămăşi de beton armat, oţel sau polimeri armaţi cu fibre (FRP).

Pentru ca aceste intervenţii să nu producă şi sporirea rezistenţei la încovoiere (şi, implicit, a forţei tăietoare de proiectare asociate) este necesar să se întrerupăproiectare asociate) este necesar să se întrerupăcontinuitatea pe verticală a cămăşii prin prevederea unor rosturi de cca. 50 mm între extremităţile cămăşii şi planşeele î i tînvecinate.

15


spaţiu liber

5050 mm

perete existent cu bulbicămăşi de

beton armat

16Confinarea zonelor de capăt prin cămăşi discontinue de beton armat


spaţiu liber

50 mm

corniere şi plăci din oţel


17Confinarea zonelor de capăt prin cămăşi discontinue din elemente de oţel


benzi de oţel benzi de oţelperete existent fără bulbiperete existent fără bulbi

18Confinarea zonelor de capăt ale pereţilor fără bulbi la extremităţi

conectori

CREŞTEREA REZISTENŢEI LACREŞTEREA REZISTENŢEI LA FORŢĂ TĂIETOARE

Capacitatea la forţă tăietoare se majorează prin consolidarea inimii pereţilor cu cămăşi din beton armat, oţel sau FRP.p ţ ş , ţ

Pentru a se evita sporirea capacităţii la încovoiere şi a forţei tăietoare de proiectare este necesar ca elementele nou introduse să nu aibă continuitate pe înălţime. Acestea se vor întrerupe la nivelul planşeelor. Se recomandă prevederea unor rosturi de 50 mm la partea superioară şi inferioară.unor rosturi de 50 mm la partea superioară şi inferioară.

Funcţie de necesarul de rezistenţă sau de constrângerile tehnologice şi arhitecturale, poate fi necesar să se cămăşuiască una sau ambele feţe ale peretelui.

Indiferent de soluţia aleasă pentru cămăşuire, elementele nou introduse trebuiesc ancorate adecvat de zonele de capăt aleintroduse trebuiesc ancorate adecvat de zonele de capăt ale pereţilor.

19


perete cămăşuit cu beton armat pe ambele feţe

conectori

p ş p ţ

(a)

perete cămăşuit cu beton armat pe o singură faţăconectori

20Cămăşuirea inimii peretelui cu beton armat

(b)


benzi din tablă de oţel pe o singură faţă pentru sporirea rezistenţei la forţă tăietoare

benzi din tablă de oţel pe ambele feţe pentru sporirea rezistenţei la forţă tăietoare

21Cămăşuirea inimii peretelui cu benzi de oţel(a) (b)


FRP

150 mm(a)

colţ rotunjit R30 mm

FRP

150 mm 150 mmcolţ rotunjit R30 mm(b)

22Cămăşuirea inimii peretelui cu FRP

FRPancore mecanice(c)


placăSecţiune A-A

APlacă existentă de beton armat ancoră din fibre

cămaşă FRP

A B BGol de uşă

Benzi de FRP cu fibrele orientate

vertical

Benzi de FRP cu fibrele orientate

orizontal

cămaşă FRP

grindă existentă

colţ rotunjit

Perete existent perpendicular

Gol de uşă

Bulb existent de beton

armat

ancoră dinfibre colţ rotunjit

ancoraj straturi

Secţiune B-B

Detaliu de ancorare a benzilor de FRPELEVAŢIE

perete

jFRP

23Cămăşuirea cu FRP a peretelui şi a grinzii de cuplare

rotunjire realizată cu răşină


lungimea de înglobare

Conector FRP(rozeta de fibre)

primul strat FRP

ultimul strat FRP

perete extinderea ancorajului

conector FRP

colţ rotunjit

24Poziţionarea rozetei FRP utilizată pentru ancorarea foilor de FRP

CREŞTEREA CAPACITĂŢII DECREŞTEREA CAPACITĂŢII DE CUPLARE A PEREŢILOR

Cuplarea pereţilor poate fi îmbunătăţită fie prin consolidarea grinzilor de cuplare existente, fie prin introducerea unor g p , pgrinzi de cuplare noi.

Consolidarea grinzilor de cuplare poate fi făcută pentru sporirea capacităţii de rezistenţă la încovoiere, a capacităţii de rezistenţă la forţă tăietoare şi/sau pentru sporirea deformabilităţii.deformabilităţii.

Soluţia obişnuită este ataşarea unei grinzi de cuplare la cea existentă şi conectarea prin ancore cu aderenţă a celor două elemente. Această soluţie face necesară îngroşarea locală a pereţilor pentru ancorarea barelor din grindă.Introducerea de grinzi de cuplare noi este recomandată în Introducerea de grinzi de cuplare noi este recomandată în cazul structurilor cu pereţi şi planşee dală.

25


perete existent

A gol de turnare

A-A

gaură forată carcase

înclinate

grindă nouă A ancoră din oţel beton

1,5 la

zonă de ancoraj ataşată peretelui

26Cămăşuirea grinzii de cuplare cu o inimă de beton armată cu carcase diagonale

Notă: În elevaţie nu se reprezintă decât armătura principală a grinzii noi.


perete existent A-A A gol de turnare

gaură forată

grindă de cuplare nouă ≥ 200 A ancoră din

ţ l b t1,5 la

Notă: Dacă se iau măsuri de sprijinire provizorie a plăcii, grinda nouă se poate executa cu

oţel betonZonă de ancoraj ataşată

peretelui

27Cămăşuirea grinzii de cuplare cu o inimă de beton armată ortogonal

Notă: Dacă se iau măsuri de sprijinire provizorie a plăcii, grinda nouă se poate executa cu înălţimea grinzii existente prin realizarea unui gol continuu în placă


goluri de turnare

perete existent

A-A

găuri forate

p

A B

≥ 100mm

goluri de turnare

A

B-B

B

grindă de cuplare nouă

zonă de ancoraj

28Introducerea unei grinzii de cuplare noi la o structură cu pereţi şi planşee dală

jataşată peretelui

tmlc - expertizare ba - 9

Documents