of 245/245
1 Cercetări privind comportarea diafragmelor de zidărie armată la încărcări seismice UNIVERSITATEA “POLITEHNICA” DIN TIMISOARA Piata Victoriei Nr. 2 - 1900 Timisoara - ROMANIA Telefon 0256 – 403000* Fax 0256 - 403021 FACULTATEA DE CONSTRUCTII SI ARHITECTURA Str. Traian Lalescu Nr. 2 - 1900 Timisoara - ROMANIA Telefon 0256 - 404000; 404002 Fax 0256 -404010 DEPARTAMENTUL COSTRUCTII CIVILE, INDUSTRIALE SI AGRICOLE LABORATOR DE GRADUL I AUTORIZAT PENTRU INCERCARI IN CONSTRUCTII AUTORIZATIE MLPAT NR. 100 31027/25.05.2000 Str. Traian Lalescu Nr. 2 - 1900 Timisoara - ROMANIA Telefon 0256 - 403941 Fax 0256 – 403953 e-mail [email protected] “CERCETARI PRIVIND COMPORTAREA DIAFRAGMELOR DE ZIDARIE ARMATA LA INCARCARI SEISMICE” RAPORT FINAL DE CERCETARE CONTRACT MECT-CNCSIS 2001-2003

“CERCETARI PRIVIND COMPORTAREA DIAFRAGMELOR DE ZIDARIE

  • View
    3

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of “CERCETARI PRIVIND COMPORTAREA DIAFRAGMELOR DE ZIDARIE

Microsoft Word - RAPORTCERCETARE.docUNIVERSITATEA “POLITEHNICA” DIN TIMISOARA Piata Victoriei Nr. 2 - 1900 Timisoara - ROMANIA
Telefon 0256 – 403000* Fax 0256 - 403021 FACULTATEA DE CONSTRUCTII SI ARHITECTURA
Str. Traian Lalescu Nr. 2 - 1900 Timisoara - ROMANIA Telefon 0256 - 404000; 404002 Fax 0256 -404010
DEPARTAMENTUL COSTRUCTII CIVILE, INDUSTRIALE SI AGRICOLE
LABORATOR DE GRADUL I AUTORIZAT PENTRU INCERCARI IN CONSTRUCTII
AUTORIZATIE MLPAT NR. 100 31027/25.05.2000 Str. Traian Lalescu Nr. 2 - 1900 Timisoara - ROMANIA
Telefon 0256 - 403941 Fax 0256 – 403953 e-mail [email protected]
“CERCETARI PRIVIND COMPORTAREA
UNIVERSITATEA “POLITEHNICA” DIN TIMISOARA Piata Victoriei Nr. 2 - 1900 Timisoara - ROMANIA
Telefon 0256 – 403000* Fax 0256 - 403021 FACULTATEA DE CONSTRUCTII SI ARHITECTURA
Str. Traian Lalescu Nr. 2 - 1900 Timisoara - ROMANIA Telefon 0256 - 404000; 404002 Fax 0256 -404010
DEPARTAMENTUL COSTRUCTII CIVILE, INDUSTRIALE SI AGRICOLE LABORATOR DE GRADUL I
AUTORIZAT PENTRU INCERCARI IN CONSTRUCTII AUTORIZATIE MLPAT NR. 100 31027/25.05.2000 Str. Traian Lalescu Nr. 2 - 1900 Timisoara - ROMANIA
Telefon 0256 - 403941 Fax 0256 – 403953 e-mail [email protected]
COLECTIV DE ELABORARE
As.dr.ing. Silviu Secula
Sl.dr.ing. Daniel Dan
CUPRINS
1.1.2 Zidria – prezent i perspective 11
1.2 CONINUTUL LUCRRII 13
1.3.1 Definiii 16
1.3.2 Simboluri 19
CALCULUL STRUCTURILOR CU DIAFRAGME DIN ZIDRIE
2.1 PROIECTAREA STRUCTURILOR DE REZISTEN CU
DIAFRAGME DIN ZIDRIE
2.1.1 Definirea structurilor de rezisten cu diafragme din zidrie. 24
2.1.2 Norme ce se refer la proiectarea structurilor de rezisten cu
diafragme din zidrie
ansamblu a structurilor de rezisten cu perei portani din zidrie
32
2.2.1 Întrirea pereilor structurali din zidrie conform prescripiilor de
proiectare de la noi din ar
38
2.2.2 Soluii de armare a pereilor structurali din zidrie utilizate la noi
în ar
2.2.3 Prevederile normelor din alte ri privind alctuirea pereilor din
zidrie armat
4
2.3 CALCULUL STRUCTURILOR DIN ZIDRIE LA ACIUNI
SEISMICE
65
seismice
65
2.3.3 Caracteristicile de calcul ale zidriilor 75
2.3.4 Calculul structurilor din zidrie la aciuni seismice conform P2-85 78
2.3.5 Calculul structurilor din zidrie la aciuni seismice conform
MP001-96
85
3.1 PREZENTAREA PROGRAMULUI DE ÎNCERCRI
EXPERIMENTALE
89
3.1.2 Principiul de încercare, caracteristicile standului experimental i
ale elementelor experimentale încercate
EXPERIMENTALE
96
3.2.6 Câteva comparaii între rezultatele obinute pe elementele de
zidrie
115
CARACTERISTICILOR MECANICE ALE ELEMENTELOR DE
ZIDRIE ÎNCERCATE
3.3.1 Determinarea rezistenei de rupere la compresiune i a modulului
de elasticitate
5
3.4 CALCULUL TEORETIC A CAPACITII PORTANTE A
ELEMENTELOR I COMPARAREA CU REZULTATELE
EXPERIMENTALE
129
3.4.2 Calculul numeric neliniar cu programul BIOGRAF bazat pe
metoda elementului finit
CAZIN 31
CAPITOLUL 4: STUDII TEORETICE PRIVIND COMPORTAREA
DIAFRAGMELOR DE ZIDRIE LA ACIUNI ORIZONTALE
4.1 PREZENTAREA STUDIILOR TEORETICE 157
4.1.1 Scopul studiilor teoretice 157
4.1.2 Alegerea elementelor studiate i caracteristicile acestora 158
4.1.3 Aplicarea încrcrilor 160
4.2 TRASAREA DIAGRAMELOR DE INTERACIUNE PENTRU
DIFERITE ELEMENTE DE ZIDRIE
4.2.1 Montant de zidrie simpl M-6.0 163
4.2.2 Montant de zidrie simpl M-3.0 164
4.2.3 Montant de zidrie simpl M-1.5 166
4.2.4 Montant de zidrie simpl M-1.0 167
4.2.5 Montant de zidrie simpl M-0.75 169
4.2.6 Montant de zidrie simpl M-0.5 170
4.2.7 palet de zidrie simpl S-1.0 172
4.2.8 Montant de zidrie armat A-1.0 174
4.2.9 Montant de zidrie cu seciunea în T cu talpa întins T-1.0s 176
4.2.10 Montant de zidrie cu seciunea în T cu talpa comprimat T-1.0d 178
4.2.11 Montant de zidrie cu seciunea în I, I-1.0 180
4.3 STUDIUL INFLUENEI LIMII TLPII ASUPRA CAPACITII
PORTANTE MAXIME LA DIAFRAGMELE CU SECIUNEA T I I
182
6
4.3.2 Diafragme cu seciunea I 183
4.4 CONCLUZIILE STUDIILOR TEORETICE 184
4.4.1 Concluzii privind curba de interaciune 184
4.4.2 Concluzii privind influena tlpilor diafragmele cu seciune T i I 186
CAPITOLUL 5: METODA PROPUS DE VERIFICARE A STRUCTURILOR CU
DIAFRAGME DIN ZIDRIE LA SEISM
5.1 CAPACITATEA PORTANT MAXIM LA ÎNCRCRI
ORIZONTALE DIN SEISM A ELEMENTELOR DIN ZIDRIE
187
5.1.2 Capacitatea portant maxim la încrcri orizontale din seism a
montanilor de seciune dreptunghiular
5.1.3 Capacitatea portant maxim la încrcri orizontale din seism a
paleilor de seciune dreptunghiular
5.1.4 Capacitatea portant maxim la încrcri orizontale din seism a
montanilor cu seciune cu o talp (T) i cu dou tlpi (I).
195
maxime la încrcri orizontale a diafragmelor de zidrie
195
ORIZONTALE DIN SEISM
5.2.2 Verificarea unui element izolat din zidrie la seism 200
5.2.3 Verificarea structurilor din zidrie la seism 202
5.2.4 Etapele de calcul în metoda propus 211
5.2.5 Exemplu de calcul pentru verificarea unei structuri din zidrie
simpl la aciunea seismului
213
5.2.6 Aplicarea metodei de calcul la expertizarea unei cldiri vechi din
zidrie
225
CAPITOLUL 1: INTRODUCERE
1.1 MOTIVAIA LUCRRII
1.1.1 Zidria – cea mai veche tehnic în construcii
„Zidria este cea mai veche tehnic în construcii iar carmizile din pmânt ars
reprezint cel mai vechi material de construcii artificial din istoria omenirii”, sunt
cuvintele profesorului Pfefferman cu care îi începe una din crile sale de specialitate [23].
Nenumratele construcii ale vechilor civilizaii ce au supravieuit în timp ilustreaz
posibilitile, robusteea i durabilitatea acestei tehnici de construire. Nedorind a denigra
calitile betonului armat nu putem fi convini c actualele construcii din beton armat vor
dinui peste veacuri aa cum cele din zidrie o fac înc.
Neputând atinge performanele în înlime ale construciilor de beton armat, mai
ales a celor metalice, este de amintit totui c exist în lume i construcii din zidrie de
dimensiuni impresionante. În anii aizeci – aptezeci, atunci când construciile din zidrie
erau la mod în Europa, s-a construit la Mons (Frana) un edificiu de 15 etaje având
destinaia de cmin studenesc. De asemenea blocul de locuine „Buckingham” din Evere
(Marea Britanie) este o structur din zidrie cu 12 etaje. Impresionante sunt i cldirile
industriale „Betorix” din Liege construite din zidrie armat din blocuri de beton, biserica
„Saint-Francois d’Assies” etc.
Din punct de vedere istoric nu se poate preciza momentul apariiei primei carmizi.
Înc în urm cu zece mii de ani oamenii au constatat c pentru a cldi un perete din pmânt
(argil nears) este mai practic s împari dinainte argila în porii egale. Poriile mici de
argil erau astfel mult mai uor de manevrat i de zidit cu ele pereii solizi. Pentru a lega
între ele aceste „crmizi” s-a utilizat întâi argila umed. Se poate considera astfel c
zidurile din argil reprezint cea mai veche form a zidriei.
Primele crmizi de argil au fost modelate de mân, fr nici o unealt, având o
form foarte neregulat. Inventarea tiparului a fost o îmbuntire considerabil. Punând
argila umed într-o form din lemn se putea obine o serie mare de crmizi identice ca
dimensiuni. Avantajul muchiilor drepte i a dimensiunilor fixe era i el evident.
Cercetrile arat c materialele de legtur, lianii, folosii în timpuri arhaice au fost
lutul (Ierichon – anul 8000 î.Hr), ipsosul (identificat de arheologi la piramida lui Kheops
~2700 î.Hr) i varul nears (identificat în straturi arheologice de acum 10000 – 15000 de
ani) [4]. Momentul apariiei varului ars în istorie nu este pe deplin lmurit. Din anumite
8
Cercetri privind comportarea diafragmelor de zidrie armat la încrcri seismice
date arheologice, dar i din referiri biblice (Cartea a 5-a lui Moise), ar rezulta anul 1200
î.Hr. Se pare c fenicienii au fost primii care au utilizat mortare rezistente la apa
confecionate cu var ars cu adaosuri „hidraulice”. Astfel au utilizat var ars mcinat cu
adaos de praf de crmid acum 3000 de ani la rezervoarele din Jerusalim de pe vremea
regelui David, iar ceva mai târziu la lacurile lui Solomon (961-922 î.Hr.). Canalul subteran
de aduciune de la Ninive de pe vremea regelui Sanherib (~690 î.Hr.) a fost tencuit în
interior tot cu mortar fenician cu adaos de praf de crmid. Probabil tot fenicienii au fost
aceia care au folosit var cu adaos de cenu vulcanic la construcia rezervoarelor de pe
insula Santorin (Thera) unde materialul de adaos se gsete sub form de pmânt sau praf
vulcanic.
Urmtorul pas mare a fost constatarea c înclzind carmida de argil crud la un
foc bun se obinea un produs mai dur i mai rezistent decât crmida nears. Apare astfel
crmida ars. Nu se cunoate nici momentul apariiei primului cuptor de ars crmid, dar
cunotiinele tehnologice necesare existau o dat cu apariia ceramicii, adic cu ase mii de
ani înainte de Cristos.
În Orientul Mijlociu, caracterizat de o clim uscat, procedeul complicat i scump
al arderii crmizilor nu era considerat neaprat necesar. Doar crmizile pentru
construciile importante erau arse. Mesopotamienii au descoperit crmizile cu o fa
glazurat i colorat în diferite culori. Glazura era o sare metalic pe care ei o întindeau pe
o fa a crmizii, iar sub aciunea cldurii aceasta forma o pelicul strlucitoare i
rezistent.
Crrmida din argil ars s-a rspândit mai apoi în Europa prin cuceririle
romanilor. Materialul a cunoscut o bun popularitate atât în zonele bogate în argil cât i
acolo unde predomin piatra natural. Atât cât a durat Imperiul Roman, crmida a fost
materialul de construcie cel mai important i datorit faptului c legiunile romane l-au
folosit ca i material de construcie de baz. Construcii romane din zidrie se pstreaz
pân în zilele noastre i asta datorit atât calitii deosebite a materialelor (crmid,
mortar), cât i datorit tehnici de construcie stpânite de arhitecii romani.
Pentru realizarea de crmizi în serie i de bun calitate era nevoie de o bun
organizare. Doar comuniti cu un grad înaintat de civilizaie erau capabile de lucrul
acesta. Aceasta explic faptul c, construciile din zidrie au disprut treptat în anii sumbrii
ai Evului Mediu. În aceast epoc se mai utilizau crmizile doar în Imperiul Bizantin i în
teritoriile cucerite de islam. Construciile maure din Andaluzia i cele turceti din Balcani
se remarc în aceast perioad.
9
Cercetri privind comportarea diafragmelor de zidrie armat la încrcri seismice
Grecii cunoteau varul aerian de la fenicieni. i tot ei, o dat ce au trecut de la
construcii din lemn la edificii din marmur (sec. 7-6 î.Hr.), foloseau un mortar din var cu
adaos de praf de marmur pentru reparaii, finisaje i tencuieli sub fresce. În sec. 2 î.Hr.
grecii introduc noua tehnic de zidire numit emplekton, un fel de zidrie umplut. Între
dou cmuieli din zidrie de piatr aezau buci de piatr brut i mortar de var.
Romanii pân în sec. 3 î.Hr. construiesc în lemn. Începând cu sec. 2 î.Hr. trec la construcii
din piatr de tuf vulcanic, uor prelucrabil. În paralel preiau tehnica de boltire etrusc,
precum i tehnica de zidrie umplut de la greci. Îi dezvolt propriul sistem de zidrie i
boltire, numit opus ceamentitium. Aceasta comport dou elemente tehnice noi privind
materialul i punerea în oper: la var se adaug puzzalona (sfrâmtur de tuf vulcanic)
obinând un var hidraulic i apare betonul ca material turnat în cofraje din zidrie sau din
lemn, adic întâi se amestec agregate de diferite mrimi cu mortarul apoi se toarn i se
compacteaz. Agregatele utilizate sunt piatra spart, pietri, crmida spart etc. Dup
materialul i modul de esere a înveliului zidit se disting mai multe tehnici printre care:
opus incertum, opus reticulatum, opus mixtum.
La boli i cupole adeseori cofrajul pierdut const din piatr fluit sau sculptat ca
de exemplu în cazul cupolei Pantheon (115-125 d.Hr.) sau la una din construciile
premergtoare acestuia, Tempio della Tosse din Tiavoli. Cu aceste tehnici romanii
construiesc boli, cupole, poduri, apeducte (aqueducte), construcii hidrotehnice. Se
amenajeaz porturi i diguri cu blocuri mari de beton la Ostia i Neapole, tehnic reluat în
sec. 19 la marile construcii portuare din Europa. Este de menionat descrierea compoziiei
betonului roman de ctre Vitruviu (80-10 î.Hr.) în „De Architectura” - zece volume i
anume în volumul VIII: 2 pri var curat, 5 pri nisip de puzzalan, buci de piatr,
amestecate i turnate în cofraj de piatr sau lemn.
În Imperiul Bizantin tradiia roman se continu i se îmbogete cu elemente
tehnice i ornamentale rsritene. Cea mai reprezentativ din aceast epoc este Hagia
Sophia (532-537) cu o cupol de 33m diametru, turnat în cofraj pierdut între nervuri
zidite.
În Evul Mediu varul hidraulic s-a utilizat în dou variante: var + praf de crmid
(ca de pild la Primria i Domul din Achen în sec.8-9), tehnic ce a supravieuit pân în
sec.19 i var + puzzalona (în Spania i Italia) sau tras (în Olanda, Germania, Europa de
Mijloc). Exemple: Torre del Trovador din Saragosa, sec. 9-10 i Basilica Sf. Petru sec.16.
Construciile monumentale ale romanicului i goticului din secolele 11-14 sunt
realizate fr mortar; se asambleaz din buci de piatr perfect prelucrate i psuite. La
10
Cercetri privind comportarea diafragmelor de zidrie armat la încrcri seismice
construcia oraelor din sec.12-13 în schimb, se folosete zidria din piatr cu mortar,
utilizând cele mai diverse compoziii: diferite argile, amestec de var cu argil i nisip,
amestec de ipsos cu nisip i praf de crmid etc. Denumirea de BETON a fost folosit
pentru prima oar de marele inginer francez al renaterii, B.F de Belidor (1697-1761) în
lucrarea sa „Architecture hydraulique” unde descrie mortarul hidraulic cu agregate grosiere
folosit de romani.
Începând cu sec.18 se desfoar cercetri susinute în întreaga Europa privind
mortarul hidraulic, respectiv materialul liant din mortar. În 1756-1759 J. Smeaton
reconstruiete piatra de construcie des utilizat în Anglia (Parlamentul i Catedrala Sf.
Paul din Londra). În 1796 J. Parker confecioneaz „cimentul roman” prin arderea unui
calcar cu impuriti de argil. Este utilizat de M. I. Brunnel la construirea Tunelului de sub
Tamisa (1818) prin aa numitul „tubying system”, la care spaiul din spatele inelelor
metalice este umplut cu crmizi înglobate în mortar. În 1810 L. J. Vicat definete varul
hidraulic („chaux hydraulique”) ca var pur amestecat cu orice adaos natural sau artificial de
liant hidraulic, acordând o interpretare general cuvântului puzzalona ca fiind orice fel de
liant hidraulic. Breveteaz „cimentul calcaros” utilizat la podul din Souillac peste
Dordogne. În 1822 J. Frost breveteaz cimentul „Frost” sau „britanic”. Cu acest ciment se
construiete Vila de Beton White di Swanscombe, casa de locuit, din pivni i pân la pod,
din beton a fabricantului de ciment J. B. White. În 1824, maistrul zidar J. Aspdin
breveteaz „cimentul Portland” (denumire dat în amintirea farului Edystone), obinut prin
arderea calcarului i a argilei la temperatur înalt pân la calcifiere i mcinare fin a
amestecului. Dovedindu-se a fi mult superior cimenturilor fabricate anterior este utilizat la
construcia cldirii Parlamentului din Londra.
În 1844 Isac Ch. Johnson îmbuntete calitatea cimentului Portland prin ardere
pân la sinterizare (peste 1000 0C), obinând clincherul care se macin fin. Este în linii
mari cimentul Portland de astzi.
În practic s-au utilizat în decursul secolelor atât crmizi arse cât i nearse.
Crrmida din argil nears este un material de construcie important chiar i în zilele
noastre în numeroase ri din lume i din pcate chiar i la noi în ar.
În anii comunismului s-a cutat s se înlocuiasc structurile din zidrie mai ales cu
structuri din beton armat prefabricate, dar odat cu revoluia casele din crmid au revenit
în topul preferinelor beneficiarilor.
În zilele noastre producia anual de crmid, blocuri ceramice, blocuri de beton
celular autoclavizat i blocuri mici de beton luate în ansamblu în ara noastr depete 1,4
11
Cercetri privind comportarea diafragmelor de zidrie armat la încrcri seismice
milioane de metrii cubi anual. Din totalul cldirilor din ar jumtate sunt cldiri din
zidrie iar în cazul locuinelor unifamiliale cu regim mic de înlime procentul de cldiri
din zidrie depete nouzeci la sut.
1.1.2 Zidria – prezent i perspective
Zidria este înc mult utilizat i în zilele noastre dar mai ales pentru elementele de
umplutur sau pentru perei la cldiri cu regim mic de înlime care în general sunt
elemente care au încrcri mici. Grosimea zidului este în acest caz determinat plecând de
la regulile constructive i nu prin calcul.
Nu se mai construiesc la ora actual structuri portante din zidrie de talie ca cele ce
se realizau în trecut.
Dezvoltarea structurii din beton armat i precomprimat pe de o parte i a oelului pe
de alt parte, au permis rezolvarea problemelor puse de necesitatea abordrii de deschideri
mari. Pentru deschideri mai mari erau convenabile arcele de zidrie, dar peste o anumit
deschidere problema devenea de nerezolvat.
Pe lâng proprietile mecanice rezonabile mai ales la încrcri gravitaionale
zidria are foarte bune proprieti fizice de izolare termic i acustic. Nu trebuie neglijat
nici aspectul arhitectural deosebit al zidriei aparente.
Totui zidria obinuit are unele dezavantaje legate de greutatea relativ ridicat a
structurii, de necesarul exagerat de manoper i mai ales de rezistena redus a zidriei
obinuite la solicitri ciclice, la ocuri i vibraii, la eforturi de întindere i forfecare.
În ultimul timp tendina este ca proprietile mecanice ale blocurilor de zidrie i a
mortarului s se îmbunteasc din punct de vedere calitativ, tinzând spre constan a
calitii i fiabilitii. Utilizarea de tehnici de întrire a structurilor cu diafragme de zidrie
portant prin înrmarea cu centuri i stâlpiori din beton armat, prin utilizarea zidriei
armate etc., sporete domeniul de aplicabilitate a zidriilor chiar în zone seismice.
Dezavantajele amintite pot fi diminuate sau chiar înlturate prin utilizarea zidriei
armate rezultate prin introducerea unei armri disperse în elementele de zidrie obinuit.
Armarea dispers a zidriei se obine prin introducerea unor armturi în rosturile
orizontale i/sau verticale de mortar, dup anumite reguli de alctuire, specificate în
literatura tehnic i în normativele din ara noastr i strintate.
Zidria armat constituie deci o tehnologie constructiv, al crei avantaj privind
rspunsul bun la solicitri ciclice (aplicate în planul elementelor de construcie) o
12
Cercetri privind comportarea diafragmelor de zidrie armat la încrcri seismice
recomand pentru utilizarea la construcii amplasate în zone seismice sau la elemente de
construcie supuse ocurilor, vibraiilor, solicitrilor de întindere.
Zidria armat poate fi alctuit prin armarea rosturilor din mortar la zidria
obinuit din crmid plin, la cea din crmid cu goluri, sau la cea din blocuri ceramice
(sau din beton), iar modul de alctuire al acesteia trebuie s asigure conlucrarea dintre
zidrie i armtura din rosturi la preluarea eforturilor.
Dezvoltarea tehnicii zidriei armate a interesat în special rile afectate de frecvente
micri seismice. Sub efectul acestor solicitri structurile sunt supuse la încovoiere i tiere
(forfecare), funcie de orientarea fa de unda de oc. Dac nu sunt armate, ele nu sunt în
general capabile s preia solicitrile dinamice la care sunt supuse.
În regiunile în care riscul seismic este redus, zidria nearmat este limitat la cldiri
cu înlime ce nu depete trei sau patru etaje, iar din cauza presiunii orizontale a vântului
este necesar prevederea de centuri armate dac înlimea cldirii este mai mare (acelai
lucru se întâmpl i pentru pereii care trebuie s preia împingerea pmântului în zona
subteran).
Aceast tehnic ca i altele este într-o continu dezvoltare. Exist probleme care
trebuiesc îmbuntite mai ales în ceea ce privete mijloacele prin care se poate asigura
zidriei un comportament mecanic cât mai omogen i un calcul structural adecvat.
În România gradul de utilizare a zidriei armate este relativ redus, în consecin i
prevederile tehnice, instruciunile i normativele referitoare la acest sistem constructiv sunt
puine i cuprind doar elemente generale.
Metodele de alctuire i calcul ale zidriilor trebuiesc de asemenea s in pasul cu
modificrile amintite. Metodele de calcul ale zidriilor evolueaz i ele i reuesc s prind
tot mai fidel comportarea acestui material.
Tehnica de calcul, metodele de analiz structural automate, caut atât s simplifice
procedurile de proiectare dar i s prind cât mai fidel în relaii de calcul comportarea
zidriilor.
Având în vedere tradiia istoric dar i actualitatea utilizrii zidriilor ca i tehnic
de construcie, se poate spune c edificiile zidite din întreaga lume domin pân în
momentul de fa din punct de vedere numeric structurile din beton, oel sau alte materiale.
Cu toate c nu se pot atinge performanele privind înlimi i deschideri mari, în
acest domeniu primând construciile metalice i de beton armat, construciile din zidrie se
vor mai executa i de acum înainte. De aceea i cercetrile teoretice i experimentale
asupra zidriilor trebuie s continue i chiar s se amplifice i nicidecum s se opreasc.
13
Cercetri privind comportarea diafragmelor de zidrie armat la încrcri seismice
Se iau în discuie în lucrare atât diafragmele din zidrie simpl dar i alternativa
întririi pereilor structurali din zidrie cu armtur în rosturi în vederea sporirii capacitii
portante, a ductilitii i în general a comportrii favorabile de ansamblu a zidriilor armate
în zone seismice.
Se propune ameliorarea procedeelor de proiectare din normativele în vigoare
tocmai datorit evoluiei atât a materialelor, a tehnologiilor dar i a tehnicilor de calcul pe
baza atât a unor studii teoretice folosind programe de analiz cu elemente finite, dar i
utilizând rezultatele unor încercri experimentale. De asemenea se are în vedere elaborarea
unei metode de verificare a structurilor din zidrie la aciuni seismice mai simple i mai
accesibile dar fr a face rabat la exactitate. Proiectantului de structuri din zidrie îi este
necesar un algoritm simplu i uor de aplicat la o verificare preliminar sau chiar definitiv
a structurii, înc din prima faz de concepie a unei structuri.
Metoda de verificare propus este uor de aplicat pentru c de fapt se pun condiii
de limitare a greutii construciei i de alctuire a planeelor ca i elemente de legtur i
repartizare a încrcrilor la diafragmele din zidrie.
1.2 CONINUTUL LUCRRII DE CERCETARE
Lucrarea de fa este structurat pe ase capitole, dup cum urmeaz:
În capitolul 1 intitulat “Introducere” sub form de motivaie a lucrrii face în
prima parte un scurt istoric al zidriei ca i material de construcie de la apariia sa i pân
în zilele noastre. De asemenea se pune în discuie i perspectiva dezvoltrii metodelor de
calcul i proiectare, a tehnologiilor de alctuire i realizare a zidriilor i intenia autorilor
de a-i aduce contribuia la studiul metodelor de calcul a pereilor structurali din zidrie la
sarcini verticale i orizontale de tip seism.
Paragraful de fa reprezint un scurt rezumat al lucrrii prezentând în câteva fraze
coninutul fiecrui capitol.
În ultima sa parte acest prim capitol are o parte în care sunt definite principalele
noiuni ce se întâlnesc în lucrare i de asemenea sunt explicate simbolurile utilizate la
notarea mrimilor ce intervin în calculul seciunilor i structurilor din zidrie. Aceast
parte este util având în vedere c norme de calcul diferite dau simboluri diferite pentru
aceleai mrimi. Avem practic dou seturi distincte de simboluri cu privire la zidrii: un set
de simboluri din vechile normative româneti i un set de simboluri din normativele noi
adaptate dup normele europene. În acest paragraf sunt date în paralel aceste dou tipuri de
notaii.
14
structurilor cu diafragme din zidrie” este structurat pe trei subcapitole.
În prima parte pornind de la definiia structurilor din zidrie, sunt tratate principii
generale de proiectare a structurilor de rezisten cu diafragme din zidrie portant inând
cont de diversele normative i prescripii actuale. Se face o paralel între diferitele
prescripii ce se refer la proiectarea structurilor de rezisten cu diafragme din zidrie
portant având în vedere faptul c în acest perioad se caut alinierea la normele europene
i deci înlocuirea normativelor actuale.
Pe lâng principiile generale de proiectare a structurilor de rezisten cu diafragme
din zidrie portant se pune accentul în studiul documentar pe principiile de întrirea
pereilor structurali din zidrie, i mai cu seam pe tehnica armrii zidriei, metod
utilizat pe scar larg în lume dar puin utilizat la noi. Capitolul cuprinde o documentare
vast asupra tehnicilor de utilizare a armturilor pentru întrirea zidriei în întreaga lume.
Ultima parte a capitolului dup ce trateaz comportarea structurilor din zidrie la
aciunea seismului face o sintez a metodelor de calcul a structurilor din zidrie la aciuni
seismice, pe de o parte dup normativele vechi pe cale de a fi înlocuite i în paralel dup
normele noi aprute. Documentarea este necesar prin prisma faptului c se vor prelua
principii i relaii de calcul din aceste metode, în vederea elaborrii metodei simplificate de
verificare a structurilor din zidrie la aciunea seismului.
Capitolul 3 intitulat “Încercri experimentale pe elemente de zidrie” prezint
programul de cercetri experimentale derulat în vederea cunoaterii comportrii
elementelor de zidrie simpl i armat sub aciunea încrcrilor statice, gravitaionale i
orizontale i pentru compararea rezultatelor reale cu rezultatele date de relaiile de calcul
cunoscute. Aceste cercetri experimentale urmresc în primul rând determinarea capacitii
portante la sarcini orizontale a zidriei i modul în care capacitatea portant este influenat
de încrcarea gravitaional. Desfurarea încercrilor, modul de rupere a elementelor
identice ca i dimensiuni precum i rezultatele înregistrate sunt prezentate în imagini,
diagrame, tabele i grafice sugestive. În urma cercetrilor experimentale proprii dar i
preluate din literatur, se constat influena încrcrilor gravitaionale asupra capacitii
portante la încrcri orizontale i se definete graficul ce are pe abscis efortul de
compresiune iar pe ordonat efortul tangenial capabil numit curb de interaciune pentru
diafragmele din zidrie.
Tot în capitolul 3 este efectuat calculul teoretic a capacitii portante a elementelor
încercate i compararea rezultatelor astfel obinute cu rezultatele experimentale. Se
15
Cercetri privind comportarea diafragmelor de zidrie armat la încrcri seismice
efectueaz acest calcul prin mai multe metode date de dou normative diferite: P2-85 ce
este în vigoare înc dar este pe cale de a se renuna la el i MP001-96 ce va înlocui P2-85.
În plus se utilizeaz în paralel i un program de calcul bazat pe analiz cu elemente finite
ce lucreaz în domeniul postelastic de comportare a materialelor.
Pentru stabilirea caracteristicilor de calcul reale ale elementelor de zidrie încercate
se recurge tot la calea experimental prin încercri de laborator pe stâlpiori din zidrie
simpl i armat, pe epruvete de mortar i pe eantioane din oelul utilizat la armarea
zidriilor în rosturi orizontale.
încrcrilor verticale asupra capacitii portante la seism dat prin diagrama de interaciune
i la faptul c relaiile din MP001-96 modeleaz fidel comportarea real a pereilor din
zidrie ca de altfel i analiza biografic cu elemente finite.
Datorit posibilitilor limitate de a efectua încercri experimentale se recurge în
capitolul 4 intitulat “Studii teoretice privind comportarea diafragmelor de zidrie la
aciuni orizontale” la abordarea teoretic a cercetrilor. Scopul principal al acestor studii
îl reprezint stabilirea unei relaii de legtur între încrcrile verticale la care sunt supuse
diafragmele de zidrie i capacitatea de rezisten a acestora la sarcini orizontale, adic
exprimarea matematic a funciei ataate graficului diagramei de interaciune. Se
concluzioneaz c o relaie parabolic pentru aceast curb se poate admite, lucru necesar
pentru reducerea volumului de calcule în metoda de verificare a structurilor din zidrie la
sarcini orizontale prezentat în capitolul 5.
Studiile teoretice se axeaz i pe aprecierea influenei tlpilor la diafragme cu
seciune diferit de cea dreptunghiular, concluzionându-se c efectul tlpilor este relativ
mic i poate fi neglijat, simplificând astfel i mai mult metoda propus de verificare a
structurilor din zidrie la seism.
Capitolul 5 intitulat “Metoda propus de verificare a structurilor cu diafragme
din zidrie la seism” prezint principiile i demonstrarea relaiilor de calcul ale acestei
metode. Capitolul are dou pri distincte: în prima parte se demonstreaz matematic
relaia capacitii portante maxime la sarcini orizontale de tip seism a elementelor din
zidrie, care reprezint de fapt vârful parabolei de interaciune i în acelai timp singurul
element necesar definirii complete a curbei, iar în partea a doua se definete i se
demonstreaz matematic relaia general de verificare a structurilor de zidrie la aciunea
seismului pe fiecare direcie de calcul aleas.
16
Cercetri privind comportarea diafragmelor de zidrie armat la încrcri seismice
Capitolul este completat de elaborarea unui program de calcul tabelar ataat
metodei i de aplicare a acestei metode pe un exemplu de calcul arbitrar ales.
Capitolul 6 se intituleaz “Concluzii finale” i cuprinde reluarea sintetic a tuturor
concluziilor considerate demne de subliniat desprinse din coninutul lucrrii. Se subliniaz
în primul rând elementele originale definite ca i contribuii personale privind alctuirea i
calculul structurilor cu diafragme din zidrie.
1.3 DEFINIII I SIMBOLURI
Introducerea codurilor româneti în acord cu eurocodurile iar în particular referitor
la structurile din zidrie CR6 elaborat conform EUROCODE 6 pune problema i a definirii
tuturor termenilor de specialitate utilizai. În continuare se d un “dicionar” al acestor
termeni conform CR6 pentru noiunile la care se face referire în prezenta lucrare.
Construcie: Tot ce este construit sau care rezult din procesul de construcie.
Acest termen acoper atât cldirile, cât i construciile civile. El se refer la
construcia în întregime cuprinzând atât elementele structurale, cât i pe cele
nestructurale.
Execuie: Activitatea de executare a cldirilor sau a construciilor civile.
Structur: Ansamblu realizat din elemente structurale legate între ele, proiectat s
asigure o anumit rigiditate. Acest termen se refer la elemente portante.
Tip de cldire sau construcie civil: Tip de “construcie” desemnând destinaia
propus, de exemplu: cldire de locuit, cldire industrial, pod rutier.
Tip de structur: Tip structural desemnând configuraia elementelor structurale,
de exemplu: grind, structur triunghiular, arc, pod suspendat.
Material de construcie: Un material utilizat în lucrri de construcie, de
exemplu: beton, oel, lemn, zidrie.
Tip de construcie: Indicaie privind materialul preponderent în structur, de
exemplu: construcie din beton armat, construcie din oel, construcie din lemn,
construcie din zidrie.
Metod de execuie: Modul în care construcia va fi realizat, de exemplu,
monolit, prefabricat, în consol.
Sistem structural: Un ansamblu de elemente structurale ale cldirii sau
construciei civile i modul în care aceste elemente se presupune c vor lucra, în
vederea modelrii pentru calcul.
Zidrie: Ansamblu realizat din corpuri de zidrie, aezate dup reguli specificate
i legate între ele cu mortar.
Zidrie simpl (nearmat): Zidrie care nu conine suficient armtur astfel
încât s fie considerat zidrie armat.
Zidrie armat: Zidria în care sunt înglobate, în mortar sau beton, bare sau
plase, de regul din oel, astfel încât toate materialele s participe împreun la
capacitatea de rezisten.
Zidrie precomprimat: Zidrie în care au fost induse intenionat eforturi interne
de compresiune prin intermediul unor armturi întinse.
Zidrie confinat: Zidrie prevzut cu elemente de confinare din beton armat
sau din zidrie armat, pe direcie vertical i orizontal.
esere: Dispunerea corpurilor de zidrie dup anumite reguli, care s asigure
conlucrarea acestora.
Rezistena caracteristic a zidriei: O valoare a rezistenei zidriei ce are o
probabilitate prescris de 5% de a nu fi realizat în ipoteza unui numr nelimitat de
încercri. Aceast valoare corespunde, în general, fractilului specificat al unei
distribuii statistice a proprietilor specifice ale unui material sau produs. În
anumite situaii se folosete drept valoare caracteristic o valoare nominal.
Rezistena la compresiune a zidriei: Valoarea rezistenei la compresiune a
zidriei neluând în considerare efectele de confinare produse de platanele presei,
zvelteea elementelor i excentricitatea încrcrilor.
Rezistena la forfecare a zidriei: Rezistena zidriei supuse la eforturi de
forfecare.
Rezistena la încovoiere a zidriei: Rezistena zidriei supuse la solicitarea de
încovoiere pur.
Rezistena la smulgere prin aderen : Rezistena prin aderen, pe unitatea de
suprafa între armtur i beton sau mortar, când armtura este supus la eforturi
de întindere sau compresiune.
Aderen: Efectul prin care mortarul dezvolt o rezisten la întindere la suprafaa
de contact cu blocurile de zidrie.
Corp de zidrie: Element prefabricat, destinat utilizrii la lucrri de zidrie.
18
Cercetri privind comportarea diafragmelor de zidrie armat la încrcri seismice
Mortar de zidrie: Amestec din unul sau mai muli liani anorganici, agregate i
ap i uneori, aditivi i/sau alte amestecuri folosit în rosturile zidriei.
Mortar de zidrie de uz curent: Mortar de zidrie fr caracteristici speciale.
Beton pentru zidrie confinat i zidrie armat: Beton utilizat pentru
realizarea elementelor de confinare i umplerea unor goluri din corpurile speciale
pentru zidrie armat.
Oel pentru armturi: Armturile din oel destinate a fi utilizate împreun cu
zidria.
Armtura pentru rosturi: Armtura din oel fasonat pentru montarea ei în
rosturile orizontale.
Oel de precomprimare: Sârme, bare sau toroane din oel destinate folosirii la
zidrie.
Rost orizontal: Strat de mortar între feele de pozare ale corpurilor de zidrie.
Rost transversal: Rost de mortar perpendicular pe rostul orizontal i pe faa
peretelui de zidrie.
Rost longitudinal: Rost de mortar vertical în grosimea peretelui, paralel cu faa
peretelui.
Rostuire: Mod de finisare a rostului în faad.
Refacerea rosturilor: Mod de umplere i finisare a rosturilor, curate în
prealabil.
Perete portant: Perete destinat în principal prelurii unei încrcri impuse,
suplimentare greutii sale propri.
Perete simplu: Perete fr gol sau rost vertical continuu în planul su.
Perete dublu cu gol între staturi: Perete constituit din dou ziduri simple paralele
legate cu dispozitive de legtur sau cu armturile din rosturile orizontale. Spaiul
dintre cele dou ziduri este liber sau umplut parial sau total cu un material
termoizolant neportant.
Perete dublu: Perete constituit din dou ziduri paralele, cu rostul dintre ele umplut
complet cu mortar i legate solidar cu dispozitive de legtur, astfel încât acestea s
lucreze împreun sub efectul încrcrilor.
Perete dublu cu beton de umplutur: Perete constituit din dou ziduri paralele,
cu spaiul dintre ele umplut cu beton legate solidar cu dispozitive de legtur sau cu
armturile din rosturile orizontale, pentru a asigura conlucrarea lor sub efectul
19
Cercetri privind comportarea diafragmelor de zidrie armat la încrcri seismice
încrcrilor (este utilizat în România sub denumirea de zidrie cu inim armat –
ZIA).
Perete din zidrie aparent: Perete realizat din corpuri de zidrie care rmân
aparente pe una din fee esute cu corpuri de zidrie obinuite pe cealalt fa i
care conlucreaz sub aciunea încrcrilor.
Perete cu rosturi întrerupte: Perete în care corpurile de zidrie sunt aezate pe
dou benzi din mortar de uz curent dispuse spre marginile exterioare ale feelor de
pozare ale corpurilor.
Perete de placare: Perete folosit ca parament, neesut i care nu contribuie la
rezistena zidriei suport sau a structurii.
Perete structural: Perete capabil s reziste la fore orizontale în planul su. Perete
care particip la asigurarea capacitii de rezisten i a stabilitii, a rigiditii i,
dup caz, a disiprii energiei induse de aciuni accidentale.
Perete de rigidizare: Perete dispus perpendicular pe un alt perete, pentru a
contribui la preluarea forelor laterale sau a evita flambajul, asigurând astfel
stabilitatea construciei.
Perete neportant: Perete care se consider c nu preia solicitri astfel încât poate
fi suprimat fr s prejudicieze integritatea restului structurii.
1.3.2 Simboluri
În acest paragraf se prezint simbolurile mrimilor ce intervin în calculul zidriilor
prezentând în paralel notaiile noi adaptate la eurocoduri i pe cele din vechile normative i
stas-uri la care se va renuna în viitor. Simbolurile vechi sunt de cele mai multe ori iniiale
din cuvinte româneti iar simbolurile din normativele noi adaptate dup normele europene
reprezint iniialele cuvintelor din limba englez. În tabelul 1.1 sunt prezentate simbolurile
unor mrimi ce se regsesc in CR6 –“Cod de proiectare i execuie a structurilor din
zidrie” [83] i la care se face referire în lucrarea de fa.
Tabelul 1.1
Amr aria zidriei armate, incluzând umplutura de beton; Aza
20
As aria de armtur; aa
b limea seciunii; b
d înlimea efectiv a seciunii; l
E modul de elasticitate; E
Es modulul de elasticitate al armturii; Ea
e excentricitate; e
em excentricitate datorat încrcrilor; -
Fc fora de calcul de compresiune din încovoiere în element; -
Fs fora de calcul de întindere în armtur; -
f rezistena la compresiune a zidriei; Rc
fb rezistena normalizat la compresiune a unui corp de zidrie; R
fbo rezistena la smulgere a armturii; -
fbok rezistena caracteristic la smulgere a armturii; -
fc rezistena la compresiune a betonului; Rb
fck rezistena caracteristic la compresiune a betonului; Rc k
fcv rezistena la forfecare a betonului; Rf
fd rezistena de calcul la compresiune a zidriei; Rc
fk rezistena caracteristic la compresiune a zidriei; -
fm rezistena medie la compresiune a mortarului; Rm
ftk rezistena caracteristic la întindere a armturii; Rt
fv rezistena la forfecare a zidriei; Rf
fvd rezistena de calcul la forfecare a zidriei; Rf
fvk rezistena caracteristic la forfecare a zidriei sau a betonului; -
fvko rezistena caracteristic la forfecare a zidriei sub efort de compresiune zero; -
fx rezistena la încovoiere a zidriei; Rî
fxd rezistena de calcul la încovoiere a zidriei; Rî
fxk rezistena caracteristic la încovoiere a zidriei (de asemenea fxk1 i fxk2); -
fy rezistena la curgere a armturii; Ra
fyk rezistena caracteristic la curgere a armturii; -
G modulul de elasticitate la forfecare; G
H înlimea peretelui pân la nivelul încrcrii concentrate; H
h înlimea liber a peretelui (de asemenea h1 sau h2); h
hef înlimea (de calcul) efectiv a peretelui; -
hm înlimea total a seciunii; l
21
htot înlimea total a structurii; H
In momentul de inerie al ariei unui element I
K constant referitoare la rezistena caracteristic la compresiune a zidriei; α
Lef lungimea (de calcul) efectiv a peretelui; LC
l deschiderea liber a planeului (de asemenea l3 sau l4); l0
lb lungimea de ancoraj a armturii; la
lc lungimea comprimat a peretelui; x
lef deschiderea (de calcul) efectiv a unui element; lC
M clasa de rezisten la compresiune a mortarului; M
Md moment încovoietor de calcul; M
MRd capacitatea de rezisten de calcul la moment; -
N încrcarea vertical de calcul pe unitatea de lungime; N
NRd capacitatea de rezisten de calcul la încrcri verticale a peretelui; -
NSd încrcarea vertical de calcul pe un perete; N
qlat rezistena de calcul la solicitri orizontale, pe unitatea de lungime a peretelui; f
S clasa de plasticitate a betonului; T
t grosimea unui perete sau a unui strat de perete (de asemenea t1 i t2); b
tef grosimea de calcul (efectiv) a peretelui; bef
VRd capacitatea de rezisten de calcul la forfecare a zidriei (de asemenea VRd1); Tcf
VRd2 capacitatea de rezisten de calcul la forfecare a armturii; -
VSd fora tietoare de calcul; T
z braul de pârghie al unui element din zidrie armat supus la încovoiere; -
γM factor parial de siguran pentru proprietile materialelor; n
δ factor referitor la înlimea i limea corpurilor de zidrie; -
εm deformaia specific în zidrie; ε
εs deformaia specific în armtur; εa
εuk valoarea caracteristic a alungirii unitare la efortul maxim de întindere în
armtur;
εel deformaia specific elastic; εel
σ efortul unitar normal; σ
σd efortul unitar de calcul vertical de compresiune; σ0
Φ diametrul armturii; φ
Pân la încetenirea definitiv a noilor notaii se vor folosi cu siguran înc mult
vreme vechile notaii.
Cercetri privind comportarea diafragmelor de zidrie armat la încrcri seismice
În tabelul 1.2 este dat lista cu semnificaia simbolurilor utilizate în calculul
zidriilor la încrcri orizontale conform MP001-96 i preluate în metoda propus de
verificare a structurilor la seism din capitolul 5. Tabelul 1.2
„F” STADIUL FISURARE – stadiul de deformaie corespunztor anulrii efortului de
compresiune în una din fibrele extreme ale seciunii elementului
„C” STADIUL CURGERE – stadiul de deformaie corespunztor atingerii rezistenei la
compresiune a zidriei i a deformaiei specifice de curgere la compresiune în fibra extrem
cea mai comprimat
la compresiune în ipoteza unei distribuii elasto-plastice a eforturilor de compresiune
σ0 efortul de compresiune mediu din încrcri gravitaionale = N/ATOT
τ0,cap,F efortul tangenial nominal capabil în stadiul „FISURARE” corespunztor ruperii în seciuni
înclinate
τ0,asoc,F efortul tangenial nominal asociat capacitii de rezisten la încovoiere în stadiul
„FISURARE”
„CURGERE”
Qcap,F fora tietoare asociat fisurrii din eforturi principale de întindere în seciune înclinat în
stadiul „FISURARE”
Qcap,C fora tietoare asociat fisurrii din eforturi principale de întindere în seciune înclinat în
stadiul „CURGERE”
Qcap,U fora tietoare asociat fisurrii din eforturi principale de întindere în seciune înclinat în
stadiul „ULTIM”
Qasoc,F fora tietoare asociat fisurrii la baz din moment încovoietor, în stadiul „FISURARE”
Qasoc,C fora tietoare asociat capacitii de rezisten la compresiune excentric în stadiul
„CURGERE”
Rc rezistena la compresiune axial
R2 rezistena la eforturi principale de întindere
Rm rezistena la întindere din încovoiere
Ri rezistena la întindere centric
Rt rezistena la efort tangenial în rost orizontal
H înlimea montantului deasupra seciunii calculate sau a paletului de zidrie
D lungimea seciunii montantului sau paletului
λ H/D raportul dintre înlimea i lungimea seciunii elementului
23
Cercetri privind comportarea diafragmelor de zidrie armat la încrcri seismice
Z distana de la punctul de aplicaie al rezultantei aciunii seismice la baza elementului
β Z/H
ε0,F e0,F/D excentricitate adimensional a efortului de compresiune în stadiul „FISURARE”
ε0,C e0,C/D excentricitate adimensional a efortului de compresiune în stadiul „CURGERE”
ε0,U e0,U/D excentricitate adimensional a efortului de compresiune în stadiul „ULTIM”
e0(F, C,U) distana de la centrul de greutate al seciunii la punctul de aplicaie a forei axiale la baza
profilului pentru fiecare nivel
α εC/ εU
bt limea tlpii
AT aria tlpii
Ai aria inimii
AT1, AT2 ariile tlpilor seciuni cu dou tlpi
µ, a, µ1, a1,
coeficieni adimensionali pentru caracterizarea seciunilor cu tlpi
µ=ΑΤ/Αi, a=t/D, µ1=ΑΤ1/Αi, a1=t1/D, µ2=ΑΤ2/Αi, a2=t2/D,
În metoda propus de verificare a structurilor la seism se introduc i urmtoarele
notaii în plus fa de cele de mai sus: Tabelul 1.3
τc max efortul tangenial capabil maxim
τc efortul tangenial capabil
Qcap fora tietoare capabil
c coeficientul seismic global
βx, βy coeficieni de distribuie a încrcrilor verticale pe cele dou direcii de calcul x i y
αx,αy coeficienii globali de distribuie a greutii construciei pe cele dou direcii de calcul x i y
24
CAPITOLUL 2: STUDIU DOCUMENTAR PRIVIND
ALCTUIREA I CALCULUL
DIN ZIDRIE
2.1.1 Definirea structurilor de rezisten cu diafragme din zidrie portant
În ansamblul complex al unei construcii, structura de rezisten este acea parte
component care are rolul de a prelua toate solicitrile de provenien mecanic,
conferidu-i astfel stabilitate i siguran pe întreaga durat de timp a exploatrii acesteia.
Structurile din zidrie portant se înscriu în categoria structurilor cu diafragme,
formate dintr-un sistem de elemente verticale dezvoltate pe dou direcii, respective
diafragme, legate între ele prin planee, astfel înct s formeze un ansamblu spaial.
Prin definiie, la aceste tipuri de structuri, pereii exteriori i interiori sunt elemente
care transmit terenului, prin intermediul fundaiilor, toate încrcrile verticale i orizontale
ce acioneaz asupra cldirii. În afar de rolul de rezisten al pereilor portani, ei au i
rolul de a izola încperile între ele i de exterior [6], [14], [19], [22].
Un factor definitoriu pentru structurile din zidrie portant îl reprezint grosimea
pereilor, ce depinde de valoarea încrcrilor, de numrul de etaje i de exigenele de
izolare termic, ajungându-se în multe situaii la grosimi mari ale pereilor ceea ce
constituie evident un important dezavantaj.
De asemenea, pereii trebuiesc realizai în acelai plan vertical impunând aceeai
distribuie a încperilor pe toat înlimea construciei, modificrile în plan fiind dificil de
realizat. Totodat acest tip de structuri ne oblig la dimensiuni mici ale golurilor datorit
rezistenelor relativ reduse ale materialelor din care se execut zidriile.
Cu toate acestea, cldirile cu structur cu diafragme din zidrie cu un numr mic i
mediu de etaje sunt înc foarte rspândite astzi, având avantaje de ordin economic.
Grosimea zidurilor la aceste structuri este folosit raional, în sensul în care grosimea
pereilor rezultat din considerente de rezisten se suprapune peste grosimea necesar
pentru izolarea termic a cldirii. Materialele din care se execut aceste construcii sunt de
cele mai multe ori materiale locale, deci avantajoase din punct de vedere al costului.
25
Cercetri privind comportarea diafragmelor de zidrie armat la încrcri seismice
2.1.2 Norme ce se refer la proiectarea structurilor de rezisten cu diafragme din
zidrie
Proiectarea antiseismic a structurilor din zidrie are la baz ca de altfel totalitatea
tipurilor de structuri, normativul P100-92, „Normativ pentru proiectarea antiseismic a
construciilor de locuine, social – culturale, agrozootehnice i industriale” [88] ce este în
vigoare la momentul de fa. Îns în capitolul 9 „Prevederi specifice structurilor din
zidrie” din P100-92 avem o singur fraz referitoare la aceste structuri cu diafragme din
zidrie ce face trimitere la prevederi i prescripii specifice, referindu-se în special la
„Normativ privind alctuirea i calculul structurilor din zidrie – indicativ P2-85” [85]. i
normativul P2-85 este pe cale de a fi actualizat i înlocuit de norma „Manual de proiectare
a cldirilor cu perei portani din zidrie simpl (nearmat) – indicativ MP001-96” [84]
aprobat de MLPAT –DGT din 1996 dar nepublicat înc în Buletinul construcilor.
Atât normativele P2-85 „Alctuirea, calculul i executarea structurilor din zidrie”
[85], cât i MP001-96 „Manual de proiectare a cldirilor cu perei portani din zidrie
simpl (nearmat)” [84], cuprind în prima parte reguli privind alctuirea de ansamblu a
construciilor din zidrie.
Normativul P2-85, înc în vigoare, face referire în general la structurile din zidrie
simpl, armat, mixt i complex privind alctuirea, calculul i executarea acestora.
Normativul, elaborat înaintea lui P100-92, este depit din multe puncte de vedere i de
aceea tendina este de înlocuire a acestuia. Norma MP001-96 reuete s suplineasc P2-85
doar în cazul proiectrii cldirilor cu perei portani din zidrie simpl (nearmat), în
celelalte cazuri utilizându-se în continuare P2-85.
Obiectul „Manualului de proiectare a cldirilor cu perei portani din zidrie simpl
(nearmat)” îl formeaz calculul i executarea structurilor din zidrie nearmat, alctuirea
i conformarea de ansamblu a structurilor din zidrie adoptându-se conform cu prevederile
din P2-85 i P100-92. Referitor la calculul structural privind rezistena antiseismic, în
normativ s-a dezvoltat o metodologie de calcul specific pentru elementele structurale de
tip perei structurali. Aceast metodologie trateaz în special rezistena elementelor supuse
la solicitri compuse de compresiune excentric i for tietoare, la care criteriul principal
de rupere s-a considerat ruperea în seciune înclinat provocat de eforturile principale de
întindere asociat cu dechiderea rostului orizontal din compresiune excentric .
Diferena esenial dintre P2-85 i MP001-96 este referitoare la calculul de
verificare a structurilor din zidrie la aciuni seismice. Aa cum se va prezenta în detaliu,
26
Cercetri privind comportarea diafragmelor de zidrie armat la încrcri seismice
exist diferene eseniale între principiul pe care se bazeaz calculul conform P2 i calculul
conform MP001.
De asemenea la ora actual sunt în vigoare i urmtoarele STAS-uri referitoare la
proiectarea zidriilor: STAS 10104-83 „Construcii de zidrie - Prevederi fundamentale
pentru calcul elementelor structurale” [77] i STAS 10109/1-82 „Construcii civile,
industriale i agrozootehnice – Lucrri de zidrie – Calculul i alctuirea elementelor”
[78]. Primul standard stabilete prevederile fundamentale pentru calculul la strile limit
ale elementelor structurale din zidrie la construciile civile, industriale, agrozootehnice
executate din crmizi pline, crmizi cu goluri, blocuri ceramice cu goluri verticale sau
orizontale, blocuri mici cu goluri din beton cu agregate uoare i blocuri mici din beton
celular autoclavizat. Cel de-al doilea stas cuprinde principiile i metodele pentru calculul
seciunilor elementelor de construcii din zidrie executate din crmizi i blocuri de
zidrie legate cu mortar. Avem în stas referiri la materiale, la principiile fundamentale de
calcul, la caracteristicile de calcul ale zidriei, precum i calcul seciunilor la strile limit
de rezisten i de fisurare la diferite tipuri de solicitri.
Pentru alinierea la normele Europene de proiectare referitor la zidrii în momentul
de fa a fost elaborat un „Cod de proiectare i execuie a structurilor din zidrie –
prevederi pentru proiectare, comentarii pe articole, exemple de calcul” indicativ CR6 [83]
lucrare ce îns nu este înc în vigoare.
Codul Românesc pentru zidrie - CR6 - se aplic la proiectarea cldirilor i
construciilor civile, sau ale prilor acestora, realizate din zidrie simpl, zidrie armat i
zidrie confinat. Acest cod se refer numai la cerinele privind rezistena, stabilitatea,
sigurana în exploatare i durabilitatea structurilor. Alte cerine, de exemplu cele privind
izolarea termic i acustic, nu au fost luate în considerare.
Prevederile privind execuia lucrrilor sunt tratate în msura în care este necesar s
se indice calitatea materialelor i a produselor pentru construcii i nivelul calitii
execuiei pe antier, cerute pentru respectarea ipotezelor avute în vedere la proiectare.
CR6 nu trateaz cerinele speciale relative la proiectarea antiseismic. Prevederi privind
astfel de cerine sunt date în Normativul P100 ,,Proiectarea structurilor în regiuni seismice” care
completeaz i este în acord cu CR6.
În CR 6 nu se dau valori numerice privind aciunile care se iau în considerare la
proiectarea cldirilor i construciilor civile. Acestea sunt prevzute într-un cod separat
CR1, “Aciuni asupra structurilor“. Pân la intrarea în vigoare a CR1, valorile numerice
27
Cercetri privind comportarea diafragmelor de zidrie armat la încrcri seismice
ale aciunilor i gruparea acestora vor fi luate în considerare conform standardelor din seria
STAS 10101.
În partea 1.1 a CR6 se dau bazele generale ale proiectrii cldirilor i construciilor
civile din zidrie simpl, zidrie armat i zidrie confinat. Partea 1.1 trateaz zidria
armat la care armturile sunt introduse pentru a asigura ductilitate, rezisten sau siguran
în exploatare. Sunt prezentate de asemenea principiile pentru proiectarea zidriei confinate
fr a se prezenta reguli de aplicare. Regulile de aplicare urmeaz a fi prezentate în ghiduri
practice ce vor fi elaborate în completare la CR6.
Pentru acele tipuri de structuri neacoperite integral în CR6, pentru utilizarea unor
materiale tradiionale în tipuri de structuri noi, pentru utilizarea unor noi tipuri de materiale
sau în cazurile în care este necesar s fie preluate aciuni i alte influene în afara unei
experiene normale, se pot utiliza aceleai principii i reguli de aplicare din acest CR, dar
acestea vor fi eventual suplimentate. Pentru toate aceste situaii proiectarea se va face
conform unor reglementri specifice.
În partea 1.1 sunt prezentate reguli detaliate aplicabile în principal la construciile
curente. Din considerente practice, datorit simplificrilor adoptate, aplicarea acestor reguli
poate fi limitat. Restriciile referitoare la modul de aplicare sunt date în text acolo unde
este necesar.
Capitolul 1: Generaliti
Capitolul 7: Strile limit ale exploatrii normale
Capitolul 8: Detalii de execuie
Capitolul 9: Execuie
Partea 1.1 nu trateaz:
rezistena la foc (care va fi tratat în Partea 1-2 a prezentului Cod);
aspecte specifice unor tipuri speciale de cldiri (de exemplu, efecte dinamice asupra
unor cldiri înalte);
aspecte specifice unor tipuri speciale de construcii inginereti (de exemplu poduri,
baraje, couri sau rezervoare din zidrie);
28
aspecte specifice referitoare la unele cazuri particulare de structuri (de exemplu
arce sau cupole);
zidrie armat cu alte materiale decât oelul.
Alte pri ale CR6: Partea 1-1 a CR6 va fi completat în viitor cu urmtoarele pri:
Partea 1.2: Proiectarea structural la foc a construciilor din zidrie
Partea 2: Proiectarea, selectarea materialelor i execuia zidriei.
Partea 3: Metode simplificate de calcul i reguli simple pentru structuri din
zidrie.
Un alt cod românesc ce se afl în ultima faz de redactare înainte de publicarea
oficial este P100-2003(in curs de aparitie), „Cod de proiectare seismic a construciilor”
[89] ca revizuire a P100-92. Capitolul 8 al acestui cod intitulat „Prevederi specifice pentru
construcii de zidrie”, cuprinde de data aceasta un numr de 28 de pagini referitoare la
acest tip de structuri, spre deosebire de P100-92 [88]. Capitolul are ca obiect definirea
cerinelor specifice pentru construciile de zidrie amplasate în zone seismice, completând
prevederile generale de alctuire din CR6. Prevederile se refer la:
Zidrie simpl/nearmat (ZNA)
Zidrie confinat (ZC)
Zidrie cu inima armat (ZUC)
Normele CR6 i P100/2003 îi gsesc corespondentul pe plan European în prEN
1996-1-1 EUROCODE 6 - Proiectarea structurilor din zidrie – Reguli generale pentru
structuri din zidrie (simpl) nearmat i din zidrie armat [93], respectiv prEN 1998-1 –
EUROCODE 8 - Proiectarea structurilor la aciuni seismice [94]. Partea 1: Reguli generale,
aciuni seismice i reguli pentru cldiri – cap.9. Reguli specifice pentru cldiri din zidrie
fiind o adaptare a acestora la condiiile de la noi din ar.
O list a standardelor în vigoare utilizate pentru proiectarea structurilor din zidrie
[49] … [105] este prezentat mai departe cu precizri privind normele ce în curând nu-i
vor mai pstra valabilitatea:
STANDARDE:
STAS 456-73 - Crmizi de construcie din argil ars. Reguli i metode
pentru
29
SR EN 679:1996 - Determinarea rezistenei la compresiune a betonului celular
autoclavizat
STAS 1030-85 - Mortare de zidrie i tencuial. Clasificare i condiii tehnice
STAS 2643-80 - Mortare obinuite pentru zidrie i tencuial. Metode de încercare
STAS 5089-71 - Produse din piatr natural pentru construcii. Terminologie
STAS 5185/1-86 - Crmizi i blocuri ceramice cu goluri verticale. Condiii tehnice
de calitate
STAS 5185/2-86 - Crmizi i blocuri ceramice cu goluri verticale. Forme i
dimensiuni
încercri mecanice
SR EN 10088 - Oeluri inoxidabile
STAS 10100/0-75 - Principii de verificare a siguranei construciilor
STAS 10101/0-75 - Aciuni în construcii. Clasificarea i gruparea aciunilor
STAS 10101/1-78 - Aciuni în construcii. Greuti tehnice i încrcri permanente
STAS 10101/2-75 - Aciuni în construcii. Încrcri datorit procesului de exploatare
STAS 10101/0A-77 - Aciuni în construcii. Clasificarea i gruparea aciunilor pentru
construcii civile i industriale
pentru construcii civile, industriale i agrozootehnice
STAS 10101/20-90 - Aciuni în construcii. Încrcri date de vânt
STAS 10101/21-92 - Aciuni în construcii. Încrcri date de zpad
STAS 10101/23-75 - Aciuni în construcii. Încrcri date de temperatura exterioar
STAS 10101/23A-78 - Aciuni în construcii. Încrcri date de temperaturi exterioare
în construcii civile i industriale
STAS 10107/0-90 - Calculul i alctuirea elementelor structurale din beton, beton
armat i beton precomprimat
STAS 10107/1-90 - Planee din beton armat i beton precomprimat. Prescripii
generale de proiectare
STAS 10107/2-92 - Planee curente din plci i grinzi din beton armat i beton
precomprimat. Prescripii de calcul i alctuire
30
Cercetri privind comportarea diafragmelor de zidrie armat la încrcri seismice
STAS 10107/3-90 - Planee cu nervuri dese din beton armat i beton precomprimat.
Prescripii de proiectare
STAS 10107/4-90 - Planee casetate din beton armat. Prescripii de proiectare
STAS 10104/83 - Construcii din zidrie. Prevederi fundamentale pentru calculul
elementelor sructurale
STAS 10109/1-82 - Lucrri de zidrie. Calculul i alctuirea elementelor
Referitor la aplicarea în continuare a STAS 10104/83 i STAS 10109/1-82 se face
precizarea c acestea pot fi înlocuite integral de prevederile din CR6, astfel ca îi pot înceta
valabilitatea dup emiterea ordinului de publicare a CR6.
NORMATIVE I INSTRUCIUNI C 14/1-94 - Ghid pentru utilizarea blocurilor mici de zidrie din beton cu agregate
grele, BZG 290x240x188 mm (B.C.nr. 11/94)
C 17-82 - Instruciuni tehnice privind compoziia i prepararea mortarelor de zidrie
i tencuial (B.C. nr.1/83; 4/85;6/88)
NE 012-99 - Cod de practic pentru executarea lucrrilor din beton, beton armat i
beton precomprimat. Partea A: Beton i beton armat (B.C. nr.8,9,10/99)
ST 009-96 - Specificaie tehnic privind cerine i criterii de performan pentru
produse din oel utilizate ca armturi în structuri din beton (B.C. nr.11.97).
MP 001-96 - Manual de proiectare a cldirilor cu perei portani din zidrie simpl.
P2-85 - Normativ privind alctuirea, calculul i executarea structurilor din zidrie
Referitor la aplicarea Normativului P2-85 se face precizarea ca rmân înc valabile,
în msura în care unele prevederi nu contrazic prevederile CR6, pân la revizuirea
normativului P100 i pân la elaborararea ghidurilor de aplicare a codului CR6 urmtoarele
capitole:
cap. 4 - Perei structurali
cap. 5 - Alctuirea planeelor
cap. 6 - Alctuirea infrastructurii
amplasate pe terenuri slabe i pe pmânturi contractile
31
cap. 8 - Alctuirea i ancorarea elementelor nestructurale
Pentru reglementrile la care se fac trimiteri în textul acestor capitole se vor folosi
ediiile cele mai recente ale acestora.
STANDARDE EUROPENE
prEN 1992-1 – EUROCODE 2 – Proiectarea structurilor din beton
prEN 1996-1-1 – EUROCODE 6 - Proiectarea structurilor din zidrie – Reguli
generale pentru structuri din zidrie (simpl) nearmat i din zidrie armat
prEN 1998-1 – EUROCODE 8 - Proiectarea structurilor la aciuni seismice. Partea
1: Reguli generale, aciuni seismice i reguli pentru cldiri – cap. 9. Reguli
specifice pentru cldiri din zidrie
EN 998-2 - Mortare de uz general cu compoziie prescris
EN 771-1 - Corpuri de zidrie ceramice
EN 771-2 - Corpuri de zidrie din silico calcar
EN 771-3 - Corpuri de zidrie din beton (cu agregate obinuite sau uoare)
EN 771-4 - Corpuri de zidrie din beton celular autoclavizat
EN 771-5 - Corpuri de zidrie din piatr artificial
EN 771-6 - Corpuri de zidrie din piatr cioplit
EN 1052-1 - Determinarea rezistenelor la compresiune ale zidriei
EN 1052-3 - Determinarea rezistenelor la forfecare ale zidriei
prEN 1052-5 - Determinarea rezisentelor de aderen la încovoiere
EN 1015-11 - Determinarea rezisentelor la compresiune ale zidriei
2.1.3 Prevederile normelor actuale privind alctuirea i conformarea de ansamblu a
structurilor de rezisten cu perei portani din zidrie
Normativul P2-85 i preluând dup acesta MP001-96 arat c proiectarea
antiseismic a structurilor cu diafragme din zidrie portant urmrete s realizeze:
Conformarea general favorabil a construciei;
Asigurarea unei rigiditi suficiente la deplasri laterale în msur s limiteze la
valori admisibile atât deplasrile absolute cât i cele relative;
32
Cercetri privind comportarea diafragmelor de zidrie armat la încrcri seismice
Obinerea unui mecanism structural favorabil de disipare a energiei sub aciuni
seismice.
Pentru obinerea unui mecanism structural favorabil de disipare a energiei sub
aciuni seismice, una dintre condiii este evitarea ruperilor premature cu caracter casant,
fenomen posibil în cazul structurilor de rezisten cu diafragme din zidrie portant.
Privind alctuirea de ansamblu a construciilor din zidrie, prescripiile din P100-92
sunt preluate i adaptate în normative specifice pentru structurile din zidrie. Alctuirea de
ansamblu a construciilor potrivit P100-92 se refer la forma în plan i în elevaie a
construciilor, msuri pentru limitarea maselor construciilor, prevederi generale de
alctuire a structurilor de rezisten, rosturi antiseismice i msuri privind elemente i
subansamble nestructurale.
Având în vedere performanele slabe la aciuni seismice ale structurilor din zidrie
nearmat, domeniul de aplicabilitate al acestora se limiteaz la construcii cu regim de
înlime redus, amplasate în zone cu intensitate seismic redus (tabelul 2.1). Tabelul 2.1
Cazul planeelor cu rol de
diafragm orizontal
diafragm orizontal Zona
D 7 ½ 0,16 P+1E 6,0 P 3,5
E 7 0,12 P+1E 6,0 P 3,5
F 6 0,08 P+4E 15,0 P+1E 6,0
Împrirea teritoriului României în zone seismice de calcul din punct de vedere a
valorii coeficienilor ks este dat în normativul P100-92 [88]. Se observ c în zonele
seismice de calcul A i B este interzis realizarea de construcii din zidrie simpl
(nearmat).
Înlimea cldirii se consider de la nivelul superior al soclului, respectiv al
planeului peste subsol, pân la nivelul superior al planeului peste ultimul nivel. În cazul
în care nivelul planeului peste susbol depete cu 1,50 m nivelul trotuarului subsolul se
numr ca nivel. În cazul terenului în pant se consider înlimea medie dintre trotuar i
planeul susbolului. În cazurile în care ultimul nivel are o înlime mai mic de 3 m i
33
Cercetri privind comportarea diafragmelor de zidrie armat la încrcri seismice
acoper mai puin de 25 % din suprafaa construit, aceasta nu se numr ca nivel i nu se
consider la stabilirea înlimii cldirii.
Planeele acestor cldiri trebuiesc de regul realizate din beton armat monolit sau
din elemente prefabricate monolitizate, pentru realizarea efectului de diafragm pe fiecare
nivel al cldirii.
Funcie de rolul pe care îl îndeplinesc în cldire pereii din zidrie pot fi:
perei structurali portani cu rolul de a prelua sarcini verticale i orizontale;
perei structurali de contravântuire cu rolul de a prelua sarcinile orizontale i
greutatea lor proprie;
perei nestructurali ce îndeplinesc numai un rol de compartimentare a volumului
cldirii; greutatea lor este preluat prin intermediul planeelor de perei structurali
portani.
În cadrul fiecrei categorii de mai sus vor fi preferate structurile având perei
structurali portani pe ambele direcii ortogonale ale cldirii. Funcie de rolul pe care îl
îndeplinesc în cldire pereii din zidrie pot fi: perei structurali portani cu rol de a prelua
încrcri verticale i orizontale, perei structurali de contravântuire cu rol de a prelua
încrcrile orizontale i greutatea lor proprie i perei nestructurali ce îndeplinesc numai rol
de compartimentare. Distanele maxime admise între pereii structurali, pentru fiecare din
cele dou direcii în funcie de tipul planeului, gradul de protecie antiseismic i înlime
Tipurile de planee a, b, c, d sunt definite conform normativului P2-85 dup cum
urmeaz:
tip a) – planee de beton armat monolit sau din elemente prefabricate cu
suprabetonare continu de minimum 4cm grosime
tip b) – planee din panouri sau semipanouri prefabricate din beton armat, îmbinate
pe toate patru laturile cu bare sudate sau bucle i prin monolitizare
tip c) – planee din beton de tip fâie având bare sau bucle de legtur la extremiti
tip d) – planee prefabricate de tip grinzioare din beton armat i corpuri de
umplutur, fr suprabetonare sau fâii fr bare sau bucle de legtur.
Structurile din zidrie portant trebuie concepute ca sisteme spaiale, alctuite din
perei dispui de regul dup dou direcii ortogonale i diafragme (aibe) orizontale
realizate de planeele cldirilor. Se vor alege de preferin construcii cu forme în plan
regulate, compacte i simetrice din punctul de vedere al distribuiei în plan a maselor,
rigiditilor i capacitilor de rezisten ale elementelor structurale, în vederea limitrii
efectelor defavorabile de torsiune general provocate de aciunea seismic. În vederea
34
Cercetri privind comportarea diafragmelor de zidrie armat la încrcri seismice
obinerii unei comportri corespunztoare a structurilor sub aciunea seismic se va urmri
asigurarea unei variaii cât mai uniforme pe vertical a rigiditilor i capacitilor de
rezisten atât a ansamblului structurii cât i a elementelor structurale componente. Se vor
evita alctuiri structurale cu rigiditi i capaciti de rezisten mai reduse la un nivel
inferior fa de cele superioare. Cldirile cu forme neregulate în plan, de exemplu cele în
form de L, T, U, precum i cele cu zone având înlimi, mase i rigiditi diferite, se vor
separa prin rosturi în tronsoane de forme apropiate de dreptunghi.
Alctuirea planeelor va asigura de regul realizarea unor aibe (diafragme)
orizontale cât mai rigide pentru asigurarea conlucrrii spaiale a elementelor structurale sub
aciunea sarcinilor seismice. În vederea asigurrii rigiditii planeelor în planul lor,
legtura planeelor cu pereii structurali se va realiza prin centuri de beton armat. Planeele
de beton armat monolit sunt cele mai indicate pentru stucturile din zidrie portant
amplasate în zone seismice.
În cazul în care alctuirea constructiv a planeelor nu conduce la realizarea unor
aibe orizontale rigide, repartiia sarcinilor orizontale seismice la elementele verticale
structurale se va face inând seama de deformabilitatea planeelor.
Infrastructura va fi alctuit astfel încât s formeze un sistem rigid, capabil s
transmit la teren încrcrile gravitaionale ale cldirii i s reziste la solicitrile provenite
din micrile seismice ale terenului.
Capacitatea de rezisten a elementelor structurale din zidrie se poate spori dup
necesiti prin prevederea de materiale (crmid sau bloc i mortare) de mrci superioare
sau prin îngroarea unor perei structurali în limite raionale.
Grosimea pereilor portani, interiori i exteriori, se va determina prin calcul din
condiii de rezisten i stabilitate. Grosimea minim a pereilor portani va fi de o
crmid sau un bloc de 24 cm. Grosimea pereilor portani va trebui s corespund i
condiiilor de izolare termic i evitare a formrii condensului determinate funcie de zona
climatic în care se amplaseaz construcia, izolare fonic i prevenire a incendiilor i a
efectelor acestora. În cazul în care grosimea pereilor dimensionat în condiii de rezisten
i stabilitate nu satisface condiiile de mai sus, proiectantul poate prevede: mrirea grosimii
pereilor sau adoptarea unor soluii constructive utilizând perei portani din crmid în
combinaie cu materiale eficiente izolante termic, fonic, etc.
Înlimea de nivel definit ca dimensiunea structural între dou planee nu va
depi de 16 ori grosimea peretelui, cu excepia pereilor de 1/2 crmid i a celor
rigidizai prin stâlpiori i centuri intermediare din beton armat.
35
Pereii de contravântuire vor respecta condiiile privind grosimea în mod identic cu
cei portani. Pereii de contravîntuire trebuie s fie plani i coplanari pe toat înlimea
construciei. La cldirile de tip bar cu perei de contravântuire transversali, se va urmri ca
acetia s lege între ele faadele opuse. Pereii de contravântuire se vor executa
concomitent cu pereii portani ortogonali, asigurându-se legtura între perei prin esere
sau prin stâlpiori de beton armat înglobai în zidrie.
Golurile mari (pentru ferestre, ui, etc) din pereii structurali se vor amplasa i
dimensiona astfel ca plinurile dintre ele s satisfac condiiile necesare de rezisten i
stabilitate sub aciunea încrcrilor verticale i orizontale.
Pentru utilizarea crmizilor i blocurilor ceramice la zidriile portante ale
cldirilor trebuie s se respecte raportul de esere la punerea în oper. Raportul de esere se
exprim prin raportul dintre lungimea de suprapunere a dou crmizi sau blocuri (l) i
înlimea crmizii (h). Valoarea recomandat a acestui raport este: l/h ≥ 0,8 iar valoarea
minim: l/h = 0,4. Lungimea de suprapunere va fi cel puin 1/4 din lungimea crmizii sau
blocului.
Tipul de crmid sau bloc se alege în funcie de condiiile de rezisten i
stabilitate, de gradul de protecie antiseismic, de gradul de protecie termic, de
economisirea combustibilului în exploatare, reducerea manoperei pe antier, consumului
de ciment, reducerea greutii construciei, etc.
Codul în curs de aprobare P100-2003 specific, ca recomandare, faptul c utilizarea
structurilor din zidrie simpl s fie evitat. Se pot proiecta cldiri de zidrie simpl dac
structura este regulat, cu perei dei în sistem fagure i înlimea nivelului sub 3,0m.
inând cont i de noua zonare teritoriului rii în zone seismice precizeaz regimul de
înlime admis pentru construcii din zidrie simpl este :
În zonele A i B n = 1 (P)
În zonele C, D, E i F n ≤ 2 (P+1E)
În zona G n ≤ 3 (P+2E)
Regimul de înlime maxim admis la structuri din zidrie confinat, zidrie armat
i confinat i la zidria cu inim armat este :
În zonele A i B n ≤ 2 (P+1E)
În zonele C iD ≤ 3 (P+2E)
În zonele E i F n ≤ 4 (P+3E)
În zona G n ≤ 5 (P+4E)
36
Cercetri privind comportarea diafragmelor de zidrie armat la încrcri seismice
Alte reguli de alctuire cuprinse în P100-2003 prevd c structurile de zidrie vor fi
astfel alctuite încât s realizeze o structur spaial alctuit din :
Perei structurali dispui pe cel puin dou direcii ortogonale ;
Planee care de regul formeaz aib rigid în plan orizontal ;
Legturile dintre pereii structurali se realizeaz prin :
esere la coluri, intersecii i ramificaii i armturi în rosturile orizontale ;
Stâlpiori de beton armat plasai la coluri, intersecii i ramificaii.
Legturile dintre perei i planee se realizeaz prin :
Centuri de beton armat turnate pe toi pereii la zidria nearmat ;
Înglobarea armturilor din stâlpiori în centuri la zidria confinat:
Înglobarea armturilor din stratul median în centuri la zidria cu inim plin.
Pereii structurali care alctuiesc o structur de zidrie sunt de dou categorii:
perei izolai (montani), cu schema static de consol;
perei cuplai (cu goluri de ui i/sau ferestre) constituii din montani legai între ei,
la nivelul fiecrui planeu, prin grinzi de cuplare de beton armat.
Structurile construciilor etajate curente de zidrie, se clasific în funcie de
distanele maxime între pereii structurali i de aria maxim a celulei format de pereii
dispui pe cele dou direcii principale, în dou categorii:
structuri cu perei dei (sistem fagure), cu înlimea de nivel ≤ 3,20 m având
distanele maxime între perei, pe cele dou direcii principale ≤ 5,00 m i aria
celulei format de pereii de pe cele dou direcii principale ≤ 25,0 m2. structuri cu perei rari (sistem celular), cu înlimea de nivel ≤ 4,00 m, având distanele maxime între perei, pe cele dou
direcii principale ≤ 9,00 m i aria celulei format de pereii de pe cele dou direcii principale ≤ 75 m2.
Urmtoarele categorii de planee sunt considerate rigide în plan orizontal:
planee de beton armat monolit sau din predale cu suprabetonare continu cu
grosime ≥ 6 cm, armat cu plas de oel beton cu aria ≥ 2,00 cm2/m;
planee din panouri sau semipanouri prefabricate din beton armat îmbinate pe
contur prin piese metalice sudate, bucle de oel beton i beton de monolitizare;
planee executate din prefabricate de tip fâie, cu bucle sau bare de legtur la
extremiti i cu suprabetonare continu cu grosime ≥ 6 cm, armat cu plas din
oel beton cu aria ≥ 2,00 cm2/m.
Urmtoarele categorii de planee sunt considerate fr rigiditate în plan orizontal:
planee din fâii prefabricate cu bucle sau bare de legtur la extremiti, fr
suprabetonare armat sau cu ap nearmat cu grosimea ≤ 3,0 cm;
37
planee din lemn.
Planeele fr rigiditate în plan orizontal nu sunt acceptate pentru zonele A÷F.
Planeele fr rigiditate în plan orizontal pot fi folosite numai pentru:
toate planeele construciilor cu maximum trei niveluri (P+2E) din clasele de
importan III i IV; în zona seismic G;
planeul peste ultimul nivel al construciilor cu maximum dou niveluri (P+1E), din
clasa de importan IV, situate în zonele seismice E i F.
Faa superioar a planeului va avea, de regul, aceeai cot de nivel pe toat
suprafaa construciei. În mod excepional, pot fi acceptate decalri ale feei superioare a
planeului mai mici decât înlimea curent a centurilor (20÷30 cm).
Fundaiile pereilor structurali vor fi de tip „talp continu” . Tlpile de fundaie pot
fi realizate, în funcie de mrimea eforturilor i de natura terenului de fundare, din beton
simplu sau din beton armat [21].
În cazul construciilor fr subsol, soclul i fundaiile vor fi de regul axate fa de
pereii structurali. Limea soclului va fi cel puin egal cu grosimea peretelui de la parter,
se admite o retragere de maximum 5 cm a feei exterioare a soclului în raport cu planul
zidriei de la parter. Soclul se va executa, de regul, din beton armat.
38
2.2 ÎNTRIREA PEREILOR STRUCTURALI DIN ZIDRIE
2.2.1 Întrirea pereilor structurali din zidrie conform prescripiilor de proiectare
de la noi din ar
Aa cum s-a artat, normativul MP001-96 [84] face referire doar la cazul pereilor
structurali din zidrie simpl (nearmat), de aceea întrirea zidriilor se abordeaz conform
normativului P2-85 [85]. Întrirea cu centuri de beton armat, fiind obligatorie indiferent de
tipul de structur din zidrie, este tratat i în MP001-96 fiind preluat cu foarte mici
modificri din P2-85.
Comportarea pereilor structurali din zidrie supui la aciunea combinat a
sarcinilor verticale (gravitaionale) i orizontale (vânt, seismice), conform P2-85, poate fi
îmbuntit prin înglobarea în zidrie de:
stâlpiori din beton armat;
centuri din beton armat;
acestora cu zidria.
Zidria întrit cu stâlpiori de beton armat poart denumirea de zidrie
complex. De asemenea se mai utilizeaz noiunea de zidrie înrmat (sau
confinat), pentru zidria întrit cu stâlpiori i centuri de beton armat pe contur.
Stâlpiorii se prevd pentru sporirea capacitii portante i a stabilitii
pereilor la încrcri verticale i deopotriv pentru sporirea capacitii portante a
pereilor structurali la aciunea combinat a sarcinilor verticale (gravitaionale) i
orizontale (vânt, seism).
Dispunerea stâlpiorilor pentru sporirea capacitii portante i a stabilitii pereilor
la încrcri verticale se face în pereii structurali cu încrcri mari, a cror grosime nu
poate fi mrit din motive tehnice, funcionale sau economice, i în plinurile de zidrie care
nu respect dimensiunile minime impuse de normative.
De asemenea se dispun pentru rigidizarea pereilor înali formând împreun cu
centurile intermediare o reea astfel încât suprafaa de zidrie încadrat s nu depeasc
anumite valori funcie de zona seismic de calcul.
Pentru sporirea capacitii portante la aciunea combinat a sarcinilor verticale i
orizontale se întresc pereii cu stâlpiori i centuri de beton armat, obinându-se practic
panouri de zidrie înrmat pe contur (confinat). Efectele avantajoase a înrmrii zidriei
se obin la panouri cu raportul dintre lungime i lime cuprinse între 1,0...2,0.
39
Cercetri privind comportarea diafragmelor de zidrie armat la încrcri seismice
La nivelul planeelor stâlpiorii vor fi legai monolit cu centurile din beton armat i
de asemenea vor fi ancorai în infrastructur. La construciile cu subsol în cazul în care se
prevd centuri atât la partea superioar cât i la partea inferioar a pereilor subsolului,
stâlpiorii se vor prelungi pân la nivelul centurii inferioare.
Centurile de beton armat de la nivelul planeelor se vor prevedea în mod
obligatoriu în pereii structurali din zidrie la nivelul fiecrui planeu al cldirii. Ele
vor alctui o reea închis i continu pe toat suprafaa nivelelor construciei. Centurile trebuie s asigure:
transmiterea direct a sarcinilor gravitaionale din planeele cldirii la pereii
structurali i de la nivelurile superioare la cele inferioare ale acestora;
transmiterea forelor de inerie (ce apar la nivelul planeelor ca rspuns al cldirii la
micrile seismice) la pereii structurali;
preluarea eforturilor de întindere ce apar în pereii structurali sub aciunea sarcinilor
orizontale seismice, efectul tasrilor neuniforme sau al variaiilor de temperatur.
De asemenea, prin conlucrarea cu planeele cldirii, centurile particip la preluarea
eforturilor de întindere sau compresiune ce apar în aiba orizontal, format de
planee, solicitat în planul ei de fore de inerie seismice.
Armarea zidriei se obine prin introducerea unor armturi în rosturile orizontale
i/sau verticale de mortar, dup anumite reguli de alctuire.
Zidria armat constituie deci o tehnologie constructiv, al crei avantaj privind
rspunsul bun la solicitri ciclice (aplicate în planul elementelor de construcie) o
recomand pentru utilizarea la construcii amplasate în zone seismice, sau la elemente de
construcie supuse ocurilor, vibraiilor, sau solicitrilor de întindere.
Zidria armat poate fi alctuit prin armarea rosturilor din mortar la zidria
obinuit din crmid plin, la cea din crmid cu goluri, sau la cea din blocuri ceramice
(sau din beton), iar modul de alctuire al acesteia trebuie s asigure conlucrarea dintre
zidrie i armtura din rosturi la preluarea eforturilor.
Dezvoltarea tehnicii zidriei armate a interesat în special rile afectate de frecvente
micri seismice. Sub efectul acestor solicitri structurile sunt supuse la încovoiere i tiere
(forfecare), funcie de orientarea fa de unda de oc. Dac nu sunt armate, ele nu sunt în
general capabile s preia solicitrile dinamice la care sunt supuse.
Armarea zidriei este foarte sumar tratat în normativele româneti pân la apariia
CR6 i P100/2003. Aceast tehnic este utilizat de ceva vreme i la scar larg în alte ri
40
Cercetri privind comportarea diafragmelor de zidrie armat la încrcri seismice
europene, dar