TEHNICI DE CONSOLIDARE ALE PLANSEELOR

1. Probleme generaleIntervenţiile asupra planşeelor construcţiilor existente prezentate în această

secţiune au în vedere numai rolul lor de diafragme orizontale, rigide şi rezistente pentru încărcări aplicate în planul lor.Intervenţiile impuse de degradările provocate de solicitările produse de încărcărilegravitaţionale sau de rezistenţă insuficientă a planşeelor faţă de aceste încărcări impun măsuri specifice, care nu fac obiectul codului.

Eforturile secţionale (efectele acţiunilor) în diafragmele orizontale ale clădirilor sedetermină pe modele de calcul specifice proporţiilor acestor elemente, respectiv pe modele de grinzi perete, sau grinzi cu zăbrele rezemate pe componentele structurii verticale a clădirii.Eforturile secţionale se stabilesc potrivit celor mai defavorabile (acoperitoare) scheme de încărcare, în care acţiunile seismice de proiectare corespund mecanismului de plastificare (de disipare de energie) al structurii.

Funcţie de deficienţele de alcătuire ale planşeelor intervenţiile care au în vedere funcţia de diafragme orizontale, pot avea unul sau mai multe din următoarele obiective:- creşterea rezistenţei la forţă tăietoare- creşterea rezistenţei la încovoiere- creşterea rezistenţei la lunecare a zonelor de conectare între elementele structuriiverticale şi planşee, prin care se asigură transferul forţelor masice de la planşeu lastructura care preia forţele laterale- realizarea unor elemente capabile să colecteze încărcările masice aplicate în grosimea planşeului şi transportul lor la elementele structurii verticale sau pentru suspendarea lor în zona comprimată a diafragmei, atunci când aceste încărcări produc întinderi perpendiculare pe axul grinzii perete orizontale.- creşterea rezistenţei diafragmei în zonele cu slăbiri locale (în special în vecinătateagolurilor).

Măsurile de consolidare ale planşeelor pot deveni necesare mai ales dacă prin soluţiile deconsolidare ale structurii verticale, de exemplu, prin introducerea unor pereţi structurali rigizi, la distanţe relativ mari, deschiderile planşeelor ca grinzi orizontale cresc în raport cu situaţia anterioară intervenţiei.

Îmbunătăţirea condiţiilor de solicitare ale planşeelor se poate obţine şi ca urmare areducerii deschiderii lor pe schema de grindă orizontală prin introducerea unor elemente structurale verticale suplimentare sau prin consolidarea celor existente

2. Soluţii de sporire a rezistenţei la forţă tăietoareÎn cazul în care rezistenţa la forţă tăietoare în planul planşeului este

insuficientă se poateaplica una din următoarele soluţii:- prin suplimentarea grosimii diafragmei orizontale printr-un strat de beton armat monolit turnat deasupra planşeului existent (suprabetonare);- prin reducerea valorii eforturilor de forfecare prin introducerea unor elemente verticale suplimentare (pereţi de beton armat, contravântuiri) care reduc deschiderea diafragmei pentru forţe aplicate în planul planşeului.

Soluţia suprabetonării reprezintă soluţia obişnuită. Aplicarea acestei tehnici obligă larealizarea unor legături adecvate cu elementele structurii verticale, de regulă

1

prin conectori post-instalaţi (Fig. 2.1) şi a conlucrării dintre stratul nou turnat şi stratul de bază de beton.

Fig. 2.1

Câteva soluţii de realizare a aderenţei dintre cele două straturi de beton armat sunt prezentateîn fig. 2.2.

Fig. 2.2

În cazul din fig. 2.2(a), conlucrarea este realizată prin intermediul unui strat de pietriş lipit cu adeziv epoxidic de placa planşeului existent. În fig. 2.2(b), conectarea celor două straturi se realizează prin ancore post-instalate, cu capăt expandabil sau aderente chimic. În fig. 2.2(c), se prezintă o soluţie care se poate aplica în cazul unor planşee prefabricate alcătuite din fâşii cu goluri. Prin spargerea bolţii de deasupra unor goluri şi umplerea acestora odată cu turnarea suprabetonării se realizează pene care preiau tendinţa de lunecare între cele două straturi de beton. O altă soluţie este prezentată în fig. 2.2(d) în care conlucrarea între suprabetonare şi placa existentă se realizează prin corniere fixate cu bolţuri de placa planşeului existent.

Suplimentarea grosimii planşeelor prin suprabetonare duce la mărirea greutăţii permanentea construcţiei şi implicit a forţei seismice. În consecinţă la verificarea elementelor structurale, inclusiv a fundaţiilor se va ţine seama de acest spor de încărcare.

Prin reducerea deschiderii diafragmelor ca urmare a introducerii unor elemente structuralesuplimentare (pereţi, contravântuiri) se pot evita sau reduce măsurile de consolidare a planşeelor.Asemenea situaţii apar de regulă de la sine, când structura verticală trebuie întărită ca urmarea unei rezistenţe sau a unei rigidităţi laterale insuficiente.

2

3. Soluţii de sporire a rezistenţei la încovoiereDeficitul de rezistenţă la încovoiere în planul diafragmei se poate elimina prin

creşterearezistenţei centurilor de pe conturul planşeului.Soluţiile care pot fi aplicate în acest scop sunt următoarele:- demolarea marginii plăcii planşeului şi returnarea zonei desfăcute după ce în prealabil s-au montat armăturile centurii (fig. 3.1);- montarea unor armături de centură continuă în lungul marginii diafragmei, în grosimea suprabetonării, atunci când planşeul se suprabetonează (fig. 2.1);- introducerea unor elemente metalice (platbande, corniere) în lungul marginilor planşeelor conectate adecvat de placă;- prin reducerea eforturilor de încovoiere în planul planşeului prin reducerea deschiderilor acestuia ca urmare a introducerii unor elemente verticale suplimentare.

În cazul realizării centurii într-o fâşie de planşeu desfăcută şi returnată (fig. 3.1), trebuieluate măsuri, dacă este necesar, pentru susţinerea provizorie a planşeului pe durata lucrărilor şi pentru continuitatea neîntreruptă a armăturilor de centură în dreptul eventualelor obstacole (traversarea unor grinzi metalice, a unor pereţi etc.).

De asemenea, atunci când legătura cu reazemul plăcii este subdimensionată, cu ocazia executării centurii se îmbunătăţeşte şi conectarea dintre planşeu şi elementele verticale.

Fig. 3.1

Centurile de pe perimetrul planşeului se pot realiza şi cu profile şi platbenzi metalice,dispuse după caz la partea superioară sau la partea inferioară a plăcii (fig. 3.2). În al doilea caz trebuie luate măsuri pentru traversarea grinzilor orientate perpendicular pe centură, de exemplu, prin traversarea acestor elemente cu bare de oţel beton de secţiune echivalentă solidarizate de elementele centurii.Centurile metalice se prind de diafragma de beton armat prin conectori post-instalaţi prin expandarea capetelor sau aderenţă chimică.

3

Fig. 3.2Soluţiile indicate pentru realizarea centurilor cu armături în suprabetonare sau

elemente metalice, se pot aplica şi pentru realizarea colectorilor şi suspensorilor diafragmelor.

4. Sporirea capacităţii de transmitere a forţelor de lunecare între placă şi elementele structurii verticale

Soluţiile pentru sporirea legăturii între planşeu şi elementele structurii verticale, pereţistructurali şi/sau grinzi de cadru au în vedere preluarea forţelor prin forfecarea unor elemente metalice sau prin frecare echivalentă.

Fig. 4.1Elementele care contribuie la preluarea forţelor transmise de la planşeu la

perete sau grinzi pot fi armături de oţel beton montate în suprabetonare, care traversează elementul de reazem prin goluri perforate, umplute ulterior cu mortar epoxidic (fig. 4.1(a)) sau conectori care transmit aceste forţe de la placă la piesele metalice de legătură şi de la acestea la grinzi sau pereţi (fig. 4.1(b)).

5. Soluţii de sporire a rezistenţei în jurul golurilorÎn situaţiile în care diafragmele orizontale prezintă un deficit de rezistenţă în

jurulgolurilor sau al unor discontinuităţi în plan (de exemplu, la colţuri intrânde) se poate spori rezistenţa planşeelor prin următoarele categorii de măsuri:- realizarea unor bordaje metalice ale golurilor prin care se distribuie eforturile în corpul planşeului;- realizarea unor bordaje cu bare de oţel beton plasate la marginea golurilor în suprabetonarea plăcii existente;- reducerea sau chiar eliminarea concentrărilor de eforturi din jurul golurilor prin umplerea parţială sau totală a golului, atunci când funcţiunea clădirii o permite.

4

Bordajele din profile sau platbenzi metalice vor fi fixate cu conectori post-instalaţi deplaca planşeului existent şi prelungite dincolo de marginea golului, cu lungimi de ancorare suficiente pentru a transmite în masa planşeului eforturile aferente armăturilor întrerupte prin dispunerea golului (fig. 5.1).

Fig. 5.1Bordajele realizate cu bare din oţel beton dispuse în suprabetonare se

alcătuiesc similar cucenturile, tiranţii şi colectorii dispuşi în suprabetonare. Armăturile de bordare vor fi ancorate adecvat dincolo de marginea golurilor (fig. 5.2).

Fig.5.2

6. Introducerea colectorilor noiIntroducerea colectorilor noi este necesară de multe ori atunci când structura a

fost întărită prin introducerea unor pereţi sau contravântuiri şi forţele orizontale dezvoltate în planşeu trebuie adunate şi transmise la aceste elemente suplimentare adăugate, care urmează să preia majoritatea acestor forţe.Pentru a îndeplini acest rol, funcţie de configuraţia structurii şi a poziţiei elementelor rigide şi rezistente în plan, colectorii trebuie dezvoltaţi într-una sau mai multe

5

deschideri, astfel încât să realizeze transferul forţelor de întindere din masa planşeului.

Colectorii pot fi realizaţi din piese de oţel sau din beton armat.Colectorii din beton armat, în eventualitatea că nu se aplică o suprabetonare, se dispun de regulă la intradosul planşeului. Colectorii din oţel pot fi plasaţi la partea superioară.

Atunci când se utilizează colectorii din piese de oţel, pentru îmbunătăţirea aderenţei lainterfaţa beton - oţel, se recomandă sablarea suprafeţei piesei de oţel şi aplicarea unui strat derăşină epoxidică.Pentru prinderea piesei de oţel de placa de beton se folosesc ancore dispuse în găuri forate, umplute cu adeziv sau răşină epoxidică.

În cazul colectorilor de oţel intervine o incompatibilitate între deformaţiile colectorilor şiplaca de beton, mai ales la conectorii lungi.Pe măsură ce in colector se acumulează eforturi până la legătura cu noul perete, în aceeaşi măsură sporeşte şi alungirea acestuia. In aceste condiţii tija conectorului poate fi solicitată până la rupere de placa pe care sprijină conectorul. Cedarea unui conector produce suprasolicitarea conectorului adiacent. Pentru a evita asemenea efecte pot fi luate următoarele măsuri:

a. secţiunile plăcilor colectori să fie proporţionale cu eforturile, astfel încât deformaţiilepecifice să fie relativ uniforme;

b. secţiunile plăcilor să fie suficiente pentru a limita alungirile la cca. 2-3 cm.c. găurile în care se introduc ancore să fie suficient de largi pentru a evita

rezemareatijelor de marginea golului (fig. 6.1).d. transferul de încărcare între colector şi placa planşeului să se realizeze prin

frecare prin intermediul unor şaibe elastice care să asigure dezvoltarea unor eforturi colector şi placa planşeului să fie flexibilă.

Fig. 6.1

În cazul în care colectorii sunt realizaţi ca elemente de beton armat, trebuie luate măsuripentru asigurarea conlucrării între betoanele de vârste diferite şi pentru realizarea unei bune betonări.(fig 6.2).Lungimea colectorului depinde în principal de rezistenţa plăcii planşeului; cu cât acesta este mai slab armată, lungimea necesară a colectorului va fi mai mare.Dacă colectorul intersectează grinzile planşeului, acesta trebuie perforate, apoi în găurile realizate se montează bare orizontale de oţel care se vor înnădi corespunzător cu armăturile colectorului. Golurile practicate în grinzi şi plăci, vor evita pe cât posibil, tăierea armăturilor existente.

6

Fig. 6.2Colectorii pot fi plasaţi şi adosaţi la grinzile planşeului existent. (fig 6.3).

Fig. 6.3

Bibliografie:P100-3 / cod de evaluare si proiectare a lucrărilor de consolidare la clădiri existente, vulnerabile seismicVol. 2 – consolidarecontract 216 din 08.11.2005

7