Teza Varga Csaba F.v. Sept. 2018 [305771]
CUPRINS
CAPITOLUL 1
INTRODUCERE
1.1. [anonimizat] a realiza structuri care să îndeplinească cerințele ce există la data proiectării:
arhitecturale, funcțiuni, dimensiuni, materiale, volume și altele;
tipuri de structuri acceptate la acea dată;
norme, normative existente;
coduri de proiectare și altele.
[anonimizat], [anonimizat], improvizații și altele.
O importanță deosebită trebuie acordată reabilitării structurilor de rezistență ca urmare a degradărilor cauzate de cutremurele de pământ.
Pornind de la ideea structurilor de rezistență care trebuie să fie concepute astfel încât degradările structurale în urma solicitărilor seismice să fie minime putem vorbi de aspecte comune între concepția și reabilitarea consolidarea structurilor de rezistență.
[anonimizat] 007-97. Acest cod se referă la construcțiile civile și industriale având orice mod de distribuție a elementelor și regimuri de înălțime până la 40 m sau 15 niveluri, nefăcând referiri la structurile în cadre care conlucrează cu pereții structurali de beton armat (sisteme duale) și nici la cele constituite din cadre cu panouri de umplutură. [anonimizat], maniera de proiectare a [anonimizat].
Consumul de energie în Uniunea Europeană
Protocolul de la Kyoto reprezintă un acord internațional relaționat Convenției cadru a Națiunilor Unite asupra schimbărilor climatice și a fost adoptat în decembrie 1997, [anonimizat], intrând în vigoare în 16 februarie 2005.
În 1998 Uniunea Europeană a aderat la protocolul Kyoto care de atunci a fost utilizat drept baza măsurilor de economisire a energiei adoptate în cadrul UE. Deoarece consumul de energie variază foarte mult în cadrul statelor Uniunii Europene atât între națiuni cât și între diferite sectoare (Parlamentul European, 2010c). Parlamentul European a [anonimizat] a scădea emisiile de gaz cu efect de seră și totodată pentru a [anonimizat]. [anonimizat], [anonimizat], prin încurajarea în cadrul Uniunii a [anonimizat], [anonimizat]. Concentrându-se asupra a trei subiecte: [anonimizat], Comisia Europeană are obiectivul de a [anonimizat]. [23]
Cele trei obiective majore cu privire la măsurile de eficientizare energetică stabilite de către Comisie pentru a fi îndeplinite de Uniune până în anul 2020 sunt adesea cunoscute sub denumirea de obiective 20-20-20. Cel dintâi obiectiv-20 este de a reduce emisiile de gaz cu efect de seră din UE cu cel puțin 20% până în 2020 în comparație cu nivelurile atinse în 1990. Cel
de-al doilea obiectiv este ca până în 2020 20% din consumul total de energie să provină din surse regenerabile de energie. În cadrul acestui al doilea obiectiv, există diferite ținte obligatorii pentru procentajul resurselor regenerabile de energie ale diverselor țări din Uniune, unde Suedia deține ponderea cea mai mare de 49% re/sursă regenerabilă de energie până în anul 2020. Cel de-al treilea obiectiv-20 este de a reduce consumul total de energie primară din Uniune cu 20% în comparație cu consumul prevăzut pentru anul 2020; acest obiectiv ar trebui atins prin intermediul măsurilor de eficientizare a energiei – ceea ce se traduce printr-o economie anuală de aproximativ 1,5% până în anul 2020. [24]
Obiectivele 20-20-20 au fost decretate de Parlamentul și Consiliul European în iunie 2009. Prin acestea, Uniunea urmărește prîntre altele să prevină creșterea temperaturii globale cu mai mult de 20C deasupra nivelurilor pre-industriale, ceea ce corespunde protocolului Kyoto. [21], [45]
Consumul de energie în clădiri
Aproximativ 40% din consumul total de energie al statelor membre ale Uniunii Europene, este utilizat în clădirile rezidențiale și comerciale, ceea ce înseamnă că sectorul clădirilor este responsabil pentru circa 36% din emisiile totale de dioxid de carbon. [21] Conform Comisiei există un potențial semnificativ pentru reducerea consumului total de energie în spațiul UE dacă se reduce consumul energetic de interior (i.e. al clădirilor); 27% din potențialul estimat de economisire a energie este considerat a aparține clădirilor rezidențiale, iar 30% clădirilor comerciale. Acesta este comparabil potențialului de economisire a energiei din sectorul industriei prelucrătoare de 25% și a celui din sectorul transporturilor de 26%. Cu toate acestea, Comisia susține în mod explicit importanța de a menține aceeași calitate a vieții locatarilor atunci când consumul de energie al clădirilor este redus.
Comisia privește îmbunătățirea performanței energetice a clădirilor drept o modalitate rentabilă de a atinge obiectivele 20-20-20 și, de asemenea, drept o modalitate de a crea oportunități de muncă, îndeosebi în domeniul construcțiilor pentru dezvoltarea tehnicilor, produselor și serviciilor de eficientizare energetică. În lucrarea de evaluare a impactului, realizată în cadrul proiectului Directivei Parlamentului și Consiliului European cu privire la performanței energetică a clădirilor, care a fost apoi adoptată în mai 2010, obiectivul explicit impus pentru reducerea consumului de energie al clădirilor este echivalentul a 60 – 80 mega tone de ulei (Mt)/an până în 2020, adică o reducere a energiei UE din 2020 de 5-6%; de la 160 la 210 Mt/an economie de CO2 până în 2020, ceea ce reprezintă 4 – 5 % din totalul de emisii de CO2 din UE în 2020. [26]
Directiva europeană privind performanța energetică a clădirilor (EPBD)
UE a introdus un cadru legal funcțional în toate statele member cu scopul de a putea reduce consumul de energie al clădirilor; Principalul instrument legislativ la nivelul Uniunii cu privire la performanța energetică a clădirilor este Directiva 2002/91/EC asupra performanței energetice a clădirilor [26]. Această Directivă cuprinde necesarul energetic pentru încălzire, apă caldă de consum, răcire, ventilare și iluminare. Ea include reglementări pentru construcțiile noi și renovările majore ale clădirilor existente (atât cele rezidențiale, cât și non-rezidențiale). Cu toate acestea, se acceptă și excepții, de exemplu pentru clădiri monumente istorice. Pentru clarificarea impactului complet al clădirilor asupra mediului înconjurător se impune utilizarea unui indicator de energie primară, precum și a unui indicator al emisiilor de dioxid de carbon.
Conform Directivei, performanța energetică a unei clădiri, se impune a fi determinată fie prin calcul, fie prin valori ale consumului de energie măsurat anual. Necesarul pentru încălzire și răcire trebuie corelat cu temperatura efectivă din interior.
Pentru calcule, se vor utiliza standardele europene împreună cu caracteristicile termice reale ale clădirii, ca de exemplu: capacitatea termică, nivelul de termoizolație, încălzirea pasivă, elementele de răcire și punțile termice. Alte aspecte ce trebuie incluse în determinarea performanței energetice totale sunt: instalațiile tehnice și sarcinile interne, precum și gradul de etanșeitate al clădirii. Obligatoriu, se vor lua în considerare, particularitățile de proiect, orientarea și climatul exterior al fiecărei clădiri în parte.
Directiva 2002/91/EC cu privire la performanța energetică a clădirilor, stabilește patru puncte cheie cu acțiuni concrete ce urmează să fie preluate de toate statele membre. [27]
Stabilirea unor standard minime în toate statele membre cu privire la performanța energetică atât a noilor construcții, cât și a clădirilor renovate;
Conform acestei directive, toate statele membre sunt obligate să își revizuiască reglementările din domeniul construcțiilor și să introducă scheme de certificare energetică a clădirilor. Nu există în Directivă nivele stabilite de energie la scara UE; fiecare stat membru este responsabil pentru stabilirea unor standarde naționale minime ale consumului de energie al clădirilor pentru a putea lua în considerare diferențele existente, de exemplu între climatul exterior și specificul clădirilor locale. Nivelele stabilite de performanță energetică a clădirilor pot fi diferite pentru construcțiile noi și cele existente și, de asemenea pot varia în funcție de categoriile de clădiri.
În fiecare stat membru, este necesar a fi stabilite nivele cu privire la performanța energetică a clădirilor care sunt supuse unor renovări majore. Conceptul de renovare majoră este îndeplinit dacă costul total de renovare al perimetrului clădirii ori sistemul tehnic de construcție este mai mare de 25% din valoarea clădirii, excluzând valoarea terenului pe care această este situată. De asemenea, se consideră a fi vorba despre o renovare majoră și dacă mai mult de 25% din suprafața clădirii este supusă lucrărilor de renovare. [27]
Prin Directivă, se solicită ca cerințele cu privire la nivelele de energie să fie revizuite cel puțin o dată la cinci ani pentru a reflecta progresul tehnic din domeniul construcțiilor. Conform Directivei, toate standardele naționale trebuie să ia în considerare condițiile de climat interior în vederea evitării potențialelor efecte negative cum ar fi o ventilație inadecvată.
Utilizarea unei metodologii comune pentru calcularea performanței energetice integrate a clădirilor;
Performanța energetică a clădirilor trebuie calculată pentru cererea anuală de energie și nicidecum limitată la sezonul cald. Ea trebuie să includă instalațiile de încălzire și aer-condiționat, aplicarea surselor regenerabile de energie, elementele de răcire și încălzire pasivă, nivelul de umbrire, calitatea aerului interior, nivelul adecvat al luminii naturale și proiectul specific al clădirii.
Trebuie să fie posibilă atingerea cerințelor de performanță energetică atât pentru construcțiile noi, cât și pentru clădirile supuse renovărilor majore, într-o manieră economică, așa încât proprietarul clădirii să primească pe viitor facturi ale consumului de energie mai mici. Așadar, trebuie utilizată o metodă de calcul care să ia în considerare atât aspectele financiare, cât și măsurile de economisire a energiei, așa cum a fost ea stabilită de Comisia Europeană în 31 decembrie 2010.
Existența unui sistem de certificare energetică a construcțiilor noi sau existente și afișarea acestor informații la vederea publicului;
În cadrul demersului de certificare energetică a construcțiilor, prin intermediul certificatului de performanță energetică proprietarul clădirii trebuie informat despre performanța în speță a clădirii și, de asemenea i se vor oferi acestuia sfaturi practice despre cum ar putea să o îmbunătățiască.
Inspectarea regulată a boilerelor și sistemelor de aer-condiționat și întocmirea unor declarații de energie.
Pentru elaborarea politicilor naționale trebuie luate în considerare și alte Directive care se ocupă de consumul de energie din clădiri; prîntre acestea menționăm Directiva pentru proiectarea ecologică a produselor eficiente energetic (2005/32/EC9), Directiva asupra promovarii cogenerării (2004/8/EC), Directivaă asupra serviciile și eficienței energetice la utilizatorii finali (2006/32/EC) și Directiva propusă pentru promovarea utilizării energiei din surse regenerabile. Prevederi relevante asupra clădirilor pot fi găsite și în Directiva asupra materialelor de construcții (89/106/EEC); și în Planul de acțiune politică asupra industriei, consumului și producției durabile cu efecte minime asupra mediului. [26], [27], [63], [64], [65]
Revizuirea Directivei
În 2008 Directiva 2002/91/EC asupra Performanței energetice a clădirilor (PEDC) a fost revizuită și prezentată de către Comisie în vederea consolidării cerințelor de performanță energetică și pentru a clarifica și raționaliza unele dîntre dispozițiile sale. [27] S-a ajuns la un accord politic cu privire la esența de reformare în 17 noiembrie 2009, iar Directiva a fost oficial adoptată în 19 mai 2010.
Prin Directiva revizuită toate statele membre trebuie să promoveze în mod activ clădirile în care atât emisiile de dioxid de carbon, cât și consumul de energie primară sunt foarte scăzute sau nule. La nivel național ar trebui elaborate planuri cu definiții clare ale acestor tipuri de clădiri și obiective specifice pentru adoptarea lor. Se permite existența unor definiții separate pentru construcții rezidențiale noi și reabilitate, clădiri non-rezidențiale noi și reabilitate și clădiri ocupate de autorități publice. Toate statele membre trebuie să ofere Comisiei feedback asupra lucrărilor pertinente și, conform Directivei, autoritățile publice ar trebui să își asume rolul de lider cu privire la clădirile ocupate de ele. În fiecare stat membru trebuie stabilite obiective ce se referă la un procent minim de astfel de clădiri cu consum de energie aporape nul până în anul 2015 și trebuie elaborate planuri naționale cu privire la modalitățile prin care acest număr de clădiri poate fi mărit. Până în 31 decembrie 2018 toate clădirile publice fucționale din Uniunea Europeană trebuie să fie clădiri cu consum de energie aproape zero și până în 31 decembrie 2020 toate construcțiile noi din Uniune ar trebui să fie astfel de clădiri cu consum de energie aproape nul. De asemenea, trebuie adoptate politici naționale care să stimuleze creșterea performanței energetice a clădirilor ce vor fi renovate către un consum aproape de zero.
Pentru a putea atinge obiectivele din punct de vedere financiar, pot fi aplicate țărilor membre subvenții din fondul de dezvoltare regional european în vederea realizării proiectelor clădirilor pentru a mări eficiența energetică a construcțiilor și pentru utilizarea surselor regenerabile de energie în sectorul construcțiilor. Produsele utilizate în clădiri care nu folosesc energie dar care au indirect un impact semnificativ asupra cererii de energie trebuie să fie supuse unui sistem de etichetare a consumului de energie ca cel uzitat anterior la aparatele de uz casnic, de exemplu. Astfel de produse care trebuie etichetate sunt ferestrele, ramele ferestrelor și ușile exterioare. [24], [25], [27], [45].
Politici și strategii naționale pentru atingerea țintelor 20-20-20
Preliminarii
Obiectivul general al Strategiei energetice a României pentru perioada 2007-2020 îl constituie satisfacerea necesarului de energie atât în prezent, cât și pe termen mediu și lung, la un preț cât mai scăzut, adecvat unei economii moderne de piață și a unui standard de viață civilizat, în condiții de calitate, siguranță în alimentare,cu respectarea principiilor dezvoltării durabile [42].
Potrivit draft-ului Strategiei Energetice a României pentru perioada 2011-2035, publicat pe site-ul MECMA, producția de energie primară în România, bazată atât pe valorificarea rezervelor fosile de energie primară, cărbune și hidrocarburi, cât și pe cele de minereu de uraniu, în cea mai optimist situație, nu va crește în următoarele 2-3 decade. Acoperirea creșterii cererii de energie primară în România va fi posibilă prin creșterea utilizării surselor regenerabile de energie (SRE) și prin importuri de energie primară – gaze, țiței, cărbune, combustibil nuclear. Potrivit documentului menționat, pentru orizontul anului 2035, România va ramâne dependentă de importurile de energie primară. Gradul de dependență va depinde de descoperirea de noi resurse interne exploatabile, de gradul de integrarea SRE și de succesul măsurilor de creștere a eficienței energetice. [62]
Politici și strategii naționale privind eficiența energetică a clădirilor
Încă din perioada negocierilor de aderare la UE, în România au fost adoptate mai multe documente cu caracter strategic, dîntre care cele mai importante pentru EE și utilizarea SRE au fost [42]:
Strategia de valorificare a surselor regenerabile de energie (HG nr. 1535/2003, publicată în M.Of. nr. 8 din 7 ianuarie 2004);
Strategia națională în domeniul eficientei energetic (HGnr.163/2004, publicată în M.Of. nr. 160 din 24 februarie 2004); strategia se referă exclusive la creșterea eficienței energetic în sectoarele de consum final (industrie, sectorul rezidențial, sectorul terțiar, agricultură, transporturi), precum și la alimentarea centralizată cu energie termică. Orizontul de timp al strategiei este anul 2015;
Planul Național de Dezvoltare 2007-2013 (PND);
Cadrul Strategic Național de Referință 2007-2013 (CSNR) – document care face legătura între prioritățile naționale de dezvoltare, stabilite în Planul Național de Dezvoltare 2007-2013, și prioritățile la nivel european. CSNR preia și sintetizează elementele principale incluse în Analiza și Strategia PND, dar acestea sunt reorganizate în funcție de cele 3 Priorități și cele 11 Direcții de acțiune (Guidelines) din Orientările Strategice Comunitare, reflectând astfel încadrarea CSNR în principiile europene ale Politicii de Coeziune;
Strategia națională privind alimentarea cu energie termică a localităților prin sisteme centralizate d eproducere și distribuție, aprobată prin HG nr. 882/2004 (publicată în M.Of. nr. 619 din 8 iulie 2004); strategia se referă la orizontul de timp 2015 și consideră că serviciile publice de încălzire urbană în sistem centralizat trebuie menținute și dezvoltate întrucât acestea pot asigura alimentarea cu energie termică pentru sectorul rezidențial în condiții de siguranță, eficiență energetic și performanță economică ridicată, având totodată un impact pozitiv asupra mediului ambiant.
După aderarea României la UE, la 1 ianuarie 2007, au fost adoptate:
Strategia energetică a României pentru perioada 2007-2020 (HG nr. 1069/2007, publicată în M.of.nr. 781din19 noiembrie 2007), actualizată prin documentul „Elemente de strategie energetic pentru perioada 2011-2035 – Direcții și obiective strategice” în domeniul energiei electrice (publicat în data de 20.04.2011, pentru dezbatere publică, pe site-ul MECMA www.minind.ro);
Strategia națională pentru dezvoltare durabilă a României – Orizonturi 2013-2020-2030 (HG nr. 1460/2008, publicată în M.Of. nr. 824 din 8 decembrie 2008);
Programul Național de Reformă 2011-2013 (PNR).
De asemenea, Directivele UE cu implicații în EE care au fost transpuse în legislația din România conform datelor prezentate în tabelul următor:
Tabelul 1.1. – Transpunerea directivelor relevante în legislația română
pentru EE [42]
Conform Directivei 2006/32/CE, Statele Membre aveau, prîntre altele, următoarele obligații:
să reducă consumul de energie finală în perioada 2008-2016 cu un ritm mediu anual de cel puțin 1% față de media perioadei 2001-2005, reducerea urmând a fi realizata prin măsuri de eficiență energetică;
să întocmească, în anul 2007, primul Plan Național de Acțiune pentru Eficiență Energetică (PNAEE), care să conțină măsuri ce conduc la realizarea țintei asumate;
să întocmească, în anul 2011, al doilea PNAEE, care să conțină prezentarea realizării măsurilor din primul plan, evaluarea economiilor realizate în perioada 2008-2010 și măsurile avute în vedere pentru perioada 2011-2016.
Prin primul PNAEE 2007-2010, a cărui fișă sintetică este prezentată în Tabelul 1.2, România și-a asumat angajamentul să reducă consumul de energie finală în sectoarele sub incidența ESD cu 1,5% anual în perioada 2008-2016 față de media înregistrată în perioada 2001-2005. Acest lucru conduce la o economie de energie finală de 2800 mii tep în anul 2016 cu o țintă intermediară de 940 mii tep în anul 2010. [62]
Tabelul 1.2.–Sinteza PNAEE 2007-2010
(Sursa: Ministerul Economiei, Comerțului și Mediului de Afaceri)
Primul PNAEE conținea două măsuri specific privind creșterea EE în clădiri, și anume:
izolație termică și ventilație la clădiri de locuit multietajate construite în perioada 1950-1990;
îmbunătățirea EE la sistemele de încălzire/răcire în locuințele individuale.
Pentru calcularea economiilor de energie, CE – Direcția Generală pentru Energie a aprobat în iunie 2010 documentul „Recommendations on measurement and verification methods in the framework of Directive 2006/32/EC on energy end-use and energy services”.
Pentru sectorul rezidențial, documentele CE recomandă analiza distinct a economiilor de energie electric și de energie non-electrică. [62]
Cel de-al doilea PNAEE urma să fie implementat într-o perioadă în care la nivel național vor fi modificate politicile în domeniul prețurilor energiei. În acest mod urmau a fi date noi semnale prin prețuri către consumatorii casnici pentru o eficiență crescută în utilizarea energiei.
Campaniile de informare aveau obligația de a contribui la reducerea consumului de energie prin:
schimbarea comportamentului consumatorilor casnici, ceea ce poate determina economii de 1-15% prin utilizarea corectă a aparatelor electrocasnice, a sistemelor de iluminat și a regulatoarelor termostatice pentru energie termică;
atragerea investiției private în proiecte municipale prin utilizarea CPE, cu economii estimate de 15% pentru clădiri publice și de 25-30% pentru proiecte de iluminat public;
reducerea consumului de energie în industrie cu minimum 10%, prin îmbunătățirea managementului energetic și aplicarea unor măsuri de tip „low-cost/no-cost”. [62]
CAPITOLUL 2
MĂSURI DE EFICIENȚĂ ENERGETICĂ ÎN CLĂDIRI
Rezumat
Acest capitol prezintă consumul total de energie pe categorii de clădiri, precum și Strategia pentru mobilizarea investițiilor în renovarea fondului de clădiri rezidențiale și comerciale, atât publice cât și private, existente la nivel național, cu menționarea celor cinci etape necesare elaborării strategiilor.
În continuare, sunt menționate și alte măsuri pentru promovarea eficienței energetice a clădirilor industriale.
CUPRINS
2.1. Preliminarii
Clădirile constituie un element central al politicii guvernului român privind eficiența energetică, având în vedere că la, nivel național, consumul de energie în sectorul locuințelor și sectorul terțiar (birouri, spații comerciale și alte clădiri nerezidențiale) reprezintă împreună 45% din consumul total de energie (figura 2.1).
Fig. 2.1. Consumul total de energie, pe categorii de clădiri
(Sursa: www.mdrap.ro)
La ora actuală, se pune accent pe îmbunătățirea eficienței energetice a clădirilor existente, atât pentru atingerea obiectivelor naționale referitoare la eficiența energetică pe termen mediu, cât și pentru îndeplinirea obiectivelor pe termen lung ale strategiei privind schimbările climatice și abordarea unei economii competitive cu emisii reduse de dioxid de carbon până în anul 2050. În România, suprafața construită este de 493.000.000 m2, clădirile rezidențiale reprezentând un procent de 86%. Locuințele unifamiliale reprezintă un procent de 61% din cele 8,1 milioane de unități locative, fiind considerate dominante.
Din totalul locuințelor, aproape 47,5% sunt situate în zonele rurale. Dintre acestea, 95% din unitățile locative sunt locuințe individuale (unifamiliale). Din unitățile locative situate în zonele urbane, 72% sunt situate în blocuri de locuințe (având o medie de circa 40 de apartamente pe bloc).
Peste 60% din blocurile de locuințe au regim de înălțime P+4 etaje, iar 16% au P+10 etaje. În perioada anilor 1960-1990, România avea un patrimoniu important de clădiri realizate, cu precădere, având un grad redus de izolare termică. Această realitate, este o consecință a faptului că, înainte de criza energetică din 1973, nu existau reglementări cu privire la protecția termică a cădirilor și a elementelor de închidere perimetrale, acestea nemaifiind adecvate scopului pentru care au fost construite.
Consumul de energie finală la aceste clădiri variază între 150 și 400 kWh/m2 an. Se remarcă de asemenea că și cladirile construite în primii ani după 1990 au performanțe energetice scăzute (150-350 kWh/m2 an), dar
s-au îmbunătățit performanțele energetice la clădiri construite după anul 2000 (120 – 230 kWh/m2 an).
Sursa: https://www.ceoltenia.ro/cat/noutati-din-domeniul-energiei/page/3/
În cazul clădirilor nerezidențiale consumul de energie finală variază între 120 și 400 kWh/m2 an în funcție de categoria clădirii (birouri, educație, cultură, sănatate, turism, comerț, etc). Având în vedere această situație, în conformitate cu art. 4 al Directivei 2012/27/UE, s-a întocmit o strategie având drept scop mobilizarea investițiilor în renovarea fondului de clădiri rezidențiale și comerciale, atât private cât și publice, existente la nivel național.
Strategia pentru mobilizarea investițiilor în renovarea fondului de clădiri rezidențiale și comerciale, atât publice cât și private, existente la nivel național
În scopul mobilizării investițiilor privind renovarea fondului de clădiri existente la nivel național, rezidențiale și comerciale, atât publice cât și private, strategia a fost elaborată în conformitate cu etapele prezentate în figura 2.2.
Sursa: http://www.arhipedia.ro/stire/241/strategia-pentru-mobilizarea-investitiilor-in-renovarea-fondului-de-cladiri-rezidentiale-si-comerciale-la-nivel-national
Obiectivul principal al strategiei este de:
Motivare și stimulare a dezbaterilor între principalii factori implicați în dezvoltarea și implementarea strategiei, cu scopul declarat de a se ajunge la un consens privind direcționarea politicilor și a inițiativelor care vizează creșterea performanțelor energetice ale clădirilor;
încurajare în adoptarea atitudinilor ambițioase, adecvate cu scopul îmbunătățirii calității spațiilor de locuit și comerciale, pentru asigurarea unor avantaje imediate și pe termen lung pentru deținătorii clădirilor și pentru susținerea economiei, a tuturor părților interesate.
În implementarea strategiei, pentru mobilizarea investițiilor privind renovarea pe termen lung a clădirilor existente, atât rezidențiale cât și comerciale, atât publice cât și private s-a propus o abordare în etape, ceea ce constituie o provocare majoră și un angajament la fel de important, deoarece:
se creează posibilitatea inființării de noi locuri de muncă, necesare atât acum cât și în deceniile care vor urma;
este iminentă îmbunătățirea condițiilor de locuire din clădiri și spațiile de lucru;
are ca efect imediat reducerea dependenței de furnizorii externi de energie;
se creează posibilitatea utilizării optimizate aresurselor naturale și a capitalului uman bine pregătit, context în care, se oferă un fond de clădiri modern și eficient din punct de vedere energetic, adecvat secolului XXI și anilor care vor urma.
Fig. 2.2 Etapele identificate pentru elaborarea strategiei
(Sursa: www.mdrap.ro)
Reducerea substanțială a consumului de energie în clădiri se poate realiza, în etape, luând în considerare o combinație între măsurile de eficiență energetică și implementarea utilizării resurselor de energie regenerabilă în și pe clădiri.
Au fost identificate și propuse următoarele etapele-cheie, succesive, pentru renovarea fondului național de clădiri:
ETAPA 1 – Nominalizarea condițiilor prin care renovările majore pot deveni o țintă în decurs de 5 ani;
ETAPA a 2-a – Progresul tehnologic în ceea ce privește renovarea clădirilor, factor care, poate oferi mijloacele pentru atingerea unei reduceri substanțiale a consumului de energie și atingerea nivelului de clădiri cu consum de energie aproape zero din sursele clasice, în decurs de aproximativ 15 ani;
ETAPA a 3-a – Necesitatea renovării aprofundate a clădirilor în decurs de 15 de ani.
2.3. Alte măsuri pentru promovarea eficienței energetice a clădirilor
Măsurile pentru promovarea eficienței energetice a clădirilor sunt diferite în funcție de clădirile representative (existente/noi). În continuare vom lua în considerare următoarele tipuri:
clădiri de locuit de tip condominiu (blocuri de locuințe);
clădiri de locuit unifamiliale;
clădiri de birouri/administrative; clădiri din sistemul de educație și învățământ;
clădiri din sistemul de sănătate.
În clădiri se utilizează energia pentru încălzire și răcire, preparare apă caldă și hrană, ventilație, iluminat și alte utilzări ale energiei electrice, existând diferite metode de realizare a acestor servicii. În conformitate cu prevederile Directivei 2010/31/UE privind performanța energetică a clădirilor a fost realizată cercetarea referitoare la cadrul metodologic de calcul al nivelurilor de cost optim pentru clădiri reprezentative (existente/noi).
Principalele măsuri referitoare la eficiența energetică în industrie
România participă la schema Uniunii Europene de comercializare a gazelor cu efect de seră (EU-ETS) începând cu data aderării la UE 1 ianuarie 2007, având responsabilitatea pentru stabilirea regulilor de implementare a schemei inclusiv stabilirea nivelului maxim de certificate la nivel național și a metodologiei de alocare utilizată. Astfel pentru perioadele 2007 și 2008-2012, prin intermediul Planului Naținal de Alocare a certificatelor de gaze cu efect de seră, a fost stabilit numărul total de certificate de emisii de gaze cu efect de seră alocate la nivel național și la nivelul fiecărei instalații care intră sub incidența prevederilor HG. nr.780/2006 privind stabilirea schemei de comercializare a certificatelor de emisii de gaze cu efect de seră, cu modificările și complectările ulterioare.
În anul 2013 au fost 201 societăți comerciale care prezintă rapoarte anuale de monitorizare EU-ETS din sectorul de producere energie electrică și termică, din rafinării,din industria metalurgică și de prelucrare a metalelor feroase, din industria materialelor de construcție (ciment, var, ceramică, sticlă) din industria hărtiei și produselor de hărtie (celuloză și hărtie).
Pentru perioada 2013-2020, Directiva 2009/29/CE de revizuire a Directivei 2003/87/CE prevede la articolul 10 c posibilitatea pentru alocări tranzitorii cu titlu gratui a certificatelor de emisii de gaze cu efect de seră pentru producția de energie electrică, cu condiția îmbunătățirii tehnologiei sau implementarii unor tehnologii curate. Având în vedere această derogare aprobată de CE pentru România, Guvernul României a adoptat HG nr. 1096/2013 pentru aprobarea mecanismului de alocare netranzitorie cu titlu gratuit a certificatelor de emisii de gaze cu efect de seră producătorilor de energie electrică pentru perioada 2013-2020, inclusiv Planul național de investiții. Participarea la schemele de comercializare EU-ETS permite reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră asigurându-se și creșterea eficienței economice a entităților pentru a fi competitive pe piață, rezultând implicit și creșterea eficienței energetice. Aceste societăți au consumuri de energie care depășesc 1000tep fiind obligate să realizeze audit energetic și un management energetic în conformitate cu OG nr.22/2008.
În sectorul industrial continuarea auditului energetic și a schemelor de managemet al energiei se impune pentru creșterea eficienței energetice.
2.4.1. Economii rezultate din măsurile în industrie
Având în vedere rapoartele întocmite privind auditul energetic în societăți din industrie și programele de creștere a eficienței energetice este de așteptat ca în perioada 2014-2020 să se obțină o reducere a consumului de energie de 0,35 milioane tep. De asemenea în cazul industriilor mari consumatoare de energie (metalurgie, materiale de constructie etc) monitorizate conform EU-ETS se vor lua măsuri de creștere a eficienței energetice, obținându-se economii anuale de energie de circa 140.000 tep anual, ceea ce înseamnă circa 3,2% din consumul anului 2012 din industriile metalurgice, chimice și de fabricare a altor produse din minerale nemetalice (4.383.754 tep).
2.4.2. Finanțarea măsurilor de eficiență energetică în industrie
Finanțarea investițiilor pentru creșterea eficienței energetice în insustrie se poate realiza din surse proprii, din Fondul Român de Eficiență Energetică și diferite programe de finanțare. RoSEFF este un program de finantare dezvoltat de Uniunea Europeană (UE) și Banca Europeana pentru Reconstrucție și Dezvoltare (BERD) în valoare de 60 mil. Euro. Astfel, RoSEFF sprijină IMM-urile pentru a investi în eficiența energetică și energie regenerabilă, prin acordarea de:
împrumuturi prin Instituțiile Financiare Participante (BRD, BCR, etc);
consultanță tehnică gratuită din partea Tractebel Engineering;
granturi UE.
În momentul de față, 66 de investiții RoSEFF se află în curs de implementare sau au fost deja implementate. Valoarea totală a finanțării este de 13,9 mil. Euro.
Programul RO 05 “Eficiență energetică” finanțat de Mecanismul Financiar al Spațiului Economic European (SEE) are scopul de a crește eficiența energetică în sectoarele industriale cu accent pe industriile cu un nivel ridicat de poluare și consum mare de energie. Responsabilitatea pentru administrarea și implementarea programului a revenit Unității de Implementare/Operatorul de Program (OP) din cadrul Direcției de Politici Industriale și Competitivitate a Ministerului Economiei, în conformitate cu Ordinul nr. 2462/2013 al Ministerului Economiei.
Proiectele finanțate de Mecanismul Financiar SEE trebuie să fie în concordanță cu prioritățile strategice naționale ale României și trebuie să respecte legislația UE și națională relevantă. Ele ar trebui să demonstreze în mod convingător optimizarea resurselor, iar economisirea energiei rezultată trebuie sa fie importanta și cuantificată. Fiecare Euro cheltuit în cadrul Programului trebuie să conducă la o economisire a energiei.
Obiectivul specific al Programului este o creștere a eficienței energetice în domeniul industrial, în special în industriile cu un grad ridicat de poluare și consum energetic.
Aplicanții eligibili sunt Întreprinderi Mici și Mijlocii din sectoarele industriale (IMM) în conformitate cu prevederile Legii nr. 346/2004, iar domeniile lor de activitate nu includ sectoarele excluse în schema de ajutor de stat. Nu se acordă grant/nu sunt eligibile sectoarele: pescuit și acvacultura, construcții navale, industria alimentară, industria cărbunelui, fibre sintetice, activități de export și utilizarea preferențială a produselor naționale față de cele importate. IMM-ul trebuie să implementeze un proiect ce vizează îmbunătățirea eficienței energetice și economisirea energiei în industrie, conform OUG nr. 22/2008 (privind eficiența energetică și promovarea energiei din surse regenerabile la utilizatorii finali).
Un parteneriat între un IMM din România și o companie/parteneri din statele donatoare (Regatul Norvegiei, Islanda și Liechtenstein) este apreciat și încurajat.
Valoarea totală a asistenței/grant pentru Programul de eficiență energetică acordat României este de 8.235.294 Euro. Valoarea finanțării solicitate pentru proiectele individuale nu trebuie să fie mai mică de 200.000 de Euro; sumele maxime alocate pentru un proiect individual vor fi de până la 700.000 de Euro.
Granturile se acordă în lei, la cursul de schimb Ron-Euro, la data la care beneficiarul prezintă cererea de rambursare. Apelul respectă prevederile schemei de ajutor de stat. În cazul în care un proiect individual intră sub incidența ajutorului de stat, rata maximă acordată prin grant nu va depăși intensitatea maximă a ajutorului de stat permis în cadrul regimului aplicabil ajutoarelor de stat. Procentul asistenței financiare/grant maxim acordat, raportat la bugetul total al proiectului, s-a stabilit în conformitate cu schema ajutoarelor de stat regionale:
70%, (cu excepția proiectelor implementate în regiunea București-Ilfov, unde rata maximă de grant este de 60%) pentru întreprinderile mici și microîntreprinderi;
60%, (cu excepția proiectelor implementate în regiunea București-Ilfov, unde rata maximă de grant este de 50%) pentru întreprinderile mijlocii.
Diferența până la valoarea totală a proiectului trebuie să fie acoperită de către beneficiar/promotorul proiectului. El trebuie să aducă o contribuție financiară de cel puțin 30% din costurile eligibile rămase – din resurse proprii sau din credite, într-o formă care nu face obiectul altui ajutor de stat sau a altor fonduri publice de finanțare. Beneficiarul trebuie să asigure, de asemenea, surse de co-finanțare proprii pentru a acoperi costurile neeligibile ale proiectului.
Proiectul va fi considerat eligibil pentru Program dacă propune, dezvoltă și aplică cel puțin o măsură de îmbunătățire a eficienței energetice; vor fi acceptate și pachetele de măsuri de îmbunătățire a eficienței energetice. Se va acorda prioritate proiectelor care asigură cea mai mare reducere a emisiilor de carbon în raport cu resursele financiare alocate pentru programul de subvenționare (tCO2/1.000 Euro), în funcție de punctajul lor.
Eficiența energetică se va măsura de către o instituție/societate autorizată de ANRE ca parte a unui bilanț energetic elaborat în baza măsurătorilor realizate cu ajutorul instrumentelor de măsurare, pentru perioade reprezentative ale fluxului tehnologic, la capacitățile tehnologice stabilite, înainte de selecția și implementarea proiectului.
Promotorul proiectului va introduce valoarea eficienței rezultate după implementarea proiectului într-o declarație care va fi depusă împreună cu documentele necesare pentru obținerea subvenției:
Reducerea de impact de mediu estimată în tCO2/an
Energia economisită estimată în MWh/an.
Aplicanții eligibili trebuie să deruleze investiții care să aibă ca efect:
Sursa: https://www.ccina.ro/servicii/consultanta-dezvoltarea-afacerii-inovare/surse-de-finantare/fonduri-europene/finantare-externa-pentru-eficienta-energetica
Îmbunătățirea eficienței energetice a sistemelor de acționare electrică (de exemplu, creșterea utilizării sistemelor de control electronice, variatoare de viteză, sisteme de aplicare integrate, convertizoare de frecvență, motoare electrice cu eficiență ridicată, înlocuirea întregului sistem de acționare cu un alt sistem mai eficient);
Înlocuirea utilajelor învechite și supradimensionate (de exemplu, transformatoarele electrice, compresoarele, motoarele, etc.);
Îmbunătățirea eficienței energetice a sistemelor de încălzire și de răcire (de exemplu, utilizarea pompelor de căldura, înlocuirea boilerelor existente cu boilere noi, mai eficiente, modernizarea sistemelor industriale de încălzire/răcire);
Îmbunătățirea eficienței energetice a sistemelor de iluminat (de exemplu, înlocuirea lămpilor existente cu altele noi, mai eficiente, utilizarea sistemelor digitale de control, a senzorilor de mișcare pentru sistemele de iluminat);
Îmbunătățirea eficienței energetice a sistemelor de refrigerare (de exemplu, înlocuirea unităților existente cu dispozitive noi, mai eficiente, introducerea de sisteme de recuperare a căldurii rezultate din procesele de răcire;
Îmbunătățirea eficienței energetice a sistemelor de încălzire prin introducerea sistemelor de încălzire care folosesc energia termică din surse regenerabile și prin reducerea cantității de combustibil (gaz, petrol brut, etc.) utilizat;
Îmbunătățirea eficienței energetice prin modernizarea instalațiilor de producție;
Managementul energetic îmbunătățit la nivel de platforme industriale;
Sisteme de recuperare a căldurii rezultată în urma proceselor industriale.
La primul apel, lansat în martie 2014, au fost considerate conforme un număr de patru proiecte care însumează o valoare totală de cca. 2 mil. Euro finanțare nerambursabilă. Datorită faptului că valoarea totală a sumelor solicitate pentru finanțare nu au acoperit valoarea grantului acordat acestui Program, OP împreună cu Ministerul Fondurilor Europene (Punctul Național de Contact) vor stabili condițiile pentru lansarea unui nou apel de depunere pentru noi proiecte de eficiență energetică în industrie.
CAPITOLUL 3
CONDIȚII ȘI PRINCIPII
GENERALE DE PROIECTARE
Rezumat
În capitolul de față, sunt definite condițiile de rezistență, stabilitate și rigiditate, precum și condițiile privind mecanismul structural de disipare a energiei la acțiuni seismice, condițiile privind ductilitatea locală și evitarea ruperilor cu caracter casant și condițiile specifice structurilor prefabricate sau mixte.
În continuare sunt detaliate principiile de proiectare a tuturor elementelor componente ale construcției.
CUPRINS
Cerințele de performanță structurală sunt prevăzute în Condițiile generale de proiectare care, dacă sunt respectate, vor asigura sistemului structural o comportare favorabilă sub încărcările gravitaționale, climatice și seismice, un nivel controlat de siguranță în exploatare și la stările limită ultime, condiții favorabile de execuție, de întreținere și de reparare/consolidare (în cazul producerii unor degradări sau avarii).
Îndeplinirea condițiilor generale de proiectare (a cerințelor de performanță structurală), la care se referă prezentul capitol, se realizează prin:
a) Concepția generală de proiectare care să asigure alegerea unor sisteme structurale adecvate condițiilor funcționale (destinație, regim de înălțime, formă în plan și elevație, deschideri, travei, înălțimi de etaj s.a.), de amplasament (zonă seismică, zonă climatică, teren de fundare, vecinătăți) și de execuție (perioada și durata de execuție impuse, disponibilități de utilaje și de forță de muncă), specifice construcției;
b) Respectarea prevederilor prezentului Cod de proiectare și a actelor normative complementare privind calculul și alcătuirea tuturor componentelor sistemului structural și ale elementelor nestructurale;
c) Utilizarea metodelor de calcul structural (calculul eforturilor și deplasărilor în diferite stadii de lucru) adecvate irnportanței construcției, tipului și caracteristicilor sistemului structural, condițiilor de amplasament;
d) Efectuarea, în situațiile justificate din punct de vedere tehnic și economic, a unor cercetări experimentale pe modele sau pe prototipuri realizate la scară naturală și/sau a unor studii analitice aprofundate care să precizeze – cât mai apropiat de realitate – particularitățile sistemului structural în toate stadiile semnificative de comportare.
3.1. Condiții de rezistență și stabilitate
Toate elementele sistemului structural vor fi dimensionate sau, după caz, verificate la stările limită ultime (de rezistență și stabilitate) în conformitate cu prevederile din STAS 10107/0-90, cu ale celorlalte acte normative specifice.
Din punctul de vedere al dimensionării, alcătuirii și armării se vor diferenția zonele curente ale elementelor și zonele plastice potențiale. Stabilirea zonelor plastice potențiale și evaluarea lungimii lor de calcul, se vor face cu respectarea STAS10107/0-90, pct. 1.2.5.
3.2. Condiții de rigiditate
Sistemul structural, în ansamblul său, precum și elementele sale componente vor respecta condițiile de limitare a deplasărilor după cum urmează:
Grinzile cadrelor (riglele) ca și grinzile de rulare (când acestea fac parte din sistemul structural) vor fi verifîcate la starea limită de deformație în conformitate cu prevederile din STAS 10107/0-90 pct.3.9, punând condiția ca, sub încărcările de exploatare, săgeata lor să nu depășească valoarea admisă.
Deplasările relative de nivel maxime (incluzând și componenta post- elastică) date de forțele seismice orizontale vor respecta prevederile Normativului PIOO-92, pct. 6.2.4.
Se recomandă ca rigiditățile la deplasări laterale ale cadrelor (considerate independente) precum și ale sistemului structural, pentru construcțiile situate în zonele seismice A+E să respecte următoarele condiții:
Rigiditatea cadrelor considerate independente să fie cât mai uniformă. In acest sens se recomandă ca perioadele corespunzând modului fundamental de vibrație, calculate pentru cadrele independente și ansamblul construcției, să fie cât mai apropiate.
Rigiditățile relative de nivel se recomandă să nu prezinte variații mari pe înălțimea construcției; variația locală bruscă a rigidității relative de nivel este admisă în condițiile considerării în calcule a efectelor determinate de aceasta.
Condiții privind mecanismul structural de disipare a energiei la acțiuni seismice
Pentru a obține un mecanism favorabil de disipare a energiei la acțiuni seismice se va urmări ca, la cutremurele de intensitate ridicată (cf. pct. 2.3. din Normativul PIOO-92) să se respecte următoarele:
Deformațiile plastice să apară la început în rigle și numai ulterior să apară – eventual – în stâlpi;
Se pot admite incursiuni reduse în domeniul post-elastic în terenul de fundare;
Nodurile cadrelor, planșeele (lucrând ca diafragme orizontale) precum și eventualele elemente de ductilitate redusă să fie solicitate numai în domeniul elastic de comportare al materialelor;
Infrastructurile și fundațiile vor fi solicitate – de regulă – numai în domeniul elastic. In situații justificate se pot admite incursiuni în domeniul post-elastic de comportare și în unele elemente ale infrastructurii, cu luarea măsurilor adecvate de asigurare a ductilității acestora ca și a posibilității de reparare post-seism.
Îndeplinirea cerințelor enumerate mai sus se face prin ierarhizarea adecvată a capacităților de rezistență ale celor trei componente ale sistemului structural (suprastructura, infra-structura fundații, teren de fundare) precum și ale elementelor structurale (stâlpi, rigle, noduri, pereți de infrastructurâ, fundații etc.).
Condiții privind ductilitatea locală și evitarea
ruperilor cu caracter casant
Posibilitatea de dezvoltare efectiva a unui mecanism favorabil de disipare a energiei la acțiuni seismice este condiționată de realizarea unei ductilități locale suficiente a zonelor plastice precum și de evitarea producerii unor ruperi premature, casante, ale elernentelor structurale. In acest scop, se vor respecta următoarele condiții:
Prin dimensionare, alcătuire și armare se va asigura zonelor plastice potențiale din rigle și stâlpi o capacitate ridicată și stabilă de deformare post-elastică, fără o scădere semnificativă de capacitate portantă și/sau rigiditate secțională la cicluri repetate de încărcări- descărcări în domeniul plastic de comportare.
Prin dimensionarea, alcătuirea și armarea elementelor structurale (rigle, stâlpi, noduri, fundații, elemente ale infrastructurii) se vor evita ruperile premature, uneori cu caracter casant, care ar împiedica realizarea mecanismului proiectat de disipare de energie.
Se vor evita:
ruperile în secțiunile înclinate datorate acțiunii forțelor tăietoare;
separări ale elementelor în lungul unor planuri de lunecare prefisurate (rosturi de turnare la elernente monolite, rosturi dîntre elemente prefabricate, interfața între elemente prefabricate și suprabetonare);
pierderea ancorajului armăturilor și degradarea conlucrării beton/armătură în zonele de înnădire;
ruperea specifică elementelor încovoiate subarmate;
depășirea limitei admise pentru înălțimea zonei comprimate. Măsuri minimale pentru realizarea acestor condiții sunt prevâzute în STAS 10107/0-90.
3.5. Condiții specifîce structurilor prefabricate sau mixte
La proiectarea structurilor prefabricate sau mixte se vor lua în considerare următoarele recomandări:
Fragmentarea structurii în elemente prefabricate va urmări, pe cât posibil, obținerea de elemente prefabricate cu forme simple, adecvate transportului, manipulării și montajului; în acest sens sunt recomandate elementele prefabricate liniare sau de suprafață;
Poziționarea îmbinărilor să fie astfel încât execuția lor să fie cât mai simplă iar stabilitatea și rezistența elementelor prefabricate și a structurii (inclusiv în faze intermediare de montaj sau execuție) să fie asigurată;
Prevederea unui număr suficient de legături care să asigure:
stabilitatea structurii pentru orice combinație de încărcări;
comportarea avantajoasâ a elementelor la încărcări verticale și orizontale; când se prevăd îmbinari fără continuitate, elementele structurale se împart în:
elemente neparticipante la preluarea acțiunii seismice (cu eforturi neglijabile induse de seism);
elemente participante la preluarea acțiunii seismice.
Observație:
Elemente participante sunt cele în care acțiunea seismică induce solicitări importante și în care se localizează zonele plastice potențiale. Condițiile mai sus precizate se referă, în cazul structurilor prefabricate, la elementele participante la preluarea acțiunii seismice.
Dimensionarea, alcătuirea și armarea elementelor structurale (prefabricate, mixte și monolite) și a îmbinărilor va avea în vedere realizarea condițiilor de rezistență, stabilitate și deformabilitate în toate fazele intermediare de execuție, montaj, manipulare precum și în situația finală a construcției.
Principii de proiectare
Alcătuirea de ansamblu
În ceea ce privește forma și alcătuirea de ansamblu a construcțiilor cu structura în cadre, se recomandă formele în plan regulate, compacte și simetrice, cu distribuții uniforme ale maselor și rigidităților în plan și pe înălțimea aceluiași tronson.
Atât în cazul construcțiilor etajate, cu înălțime medie precum și a construcțiilor înalte, amplasate în zonele seismice A+D (conform Normativului P1OO- 92), se recomandă evitarea formelor neregulate sau complicate în plan, cum sunt construcțiile în formă de I, L, T, U, Y cu aripi lungi, care ar putea determina solicitări suplimentare în zonele de discontinuitate sau ca efect al momentului de torsiune generalâ. În cazul în care, această condiție nu poate fi respectată, pentru ansamblul construcției se recomandă tronsonarea prin rosturi seismice sau se va ține cont, la proiectare, de eventuale consecințe ce decurg din nerespectarea acestei recomandări. Modificările bruște de rigiditate pe înălțimea construcției, vor fi evitate pe cât posibil. Se pot admite retrageri de la un nivel la altul, doar dacă, prin acestea, caracteristicile dinamice, de deformabilitate și de rezistență ale construcției nu sunt sensibil modificate. Este obligatoriu de urmărit, în cazul realizării de retrageri pe înălțimea construcției, limitarea efectelor de torsiune generalâ indusă de acțiunea seismică, prin variații mici ale pozițiilor centrului maselor și al centrului de rigiditate între etaje, respectiv prin prevederea de retrageri seismice.
3.6.2. Distribuția stâlpilor în planul construcției
Se recomandă ca rigiditățile structurii pe direcțiile principale să fîe cât mai apropiate. Grinzile în consolă sunt admise cu condiția evitării unor interacțiuni necontrolate cu elemente structurale sau cu pereții de umplutură din planuri perpendiculare pe axul consolei.
Planșeele structurilor
Planșeele structurilor în cadre, pot fi realizate în orice soluție constructivă care asigură condițiile funcționale, de rezistență și de deformabilitate. Se recomandă ca planșeele să fie astfel alcătuite încât încărcările verticale să fie transmise pe două direcții (la riglele de cadru adiacente tramei), pentru a se evita diferențele mari de solicitări și de dimensiuni între acestea. În acest scop se va urmări, pe lângă alcătuirea adecvată a planșeelor, realizarea unor structuri la care mărimile deschiderilor să fie apropiate de cele ale traveelor. Se recomandâ a se evita prevederea de goluri mari în planșee sau alte alcătuiri ale acestora care pot determina reducerea sensibilă a rigidității sau rezistenței lor în plan orizontal. În cazurile în care asemenea alcătuiri nu pot fî evitate se vor lua măsuri pentru a se asigura planșeelor capacitatea de rezistență necesară preluării eforturilor generate de efectul de șaibă.
Scările și pereții de la golurile de ascensor
Se recomandă ca Scările și pereții de la golurile de ascensor să fie alcătuite astfel încât să nu constituie elemente de rigidizare a structurii și să nu realizeze interacțiuni defavorabile cu aceasta.
Pereții despărțitori
La distribuția și alcătuirea pereților despărțitori se vor avea în vedere, pe lângă condițiile funcționale, și cele referitoare la evitarea unor interacțiuni necontrolate sau defavorabile cu structura principală de rezistență precum și limitarea degradării lor în cazul acțiunilor seismice de intensitate corespunzătoare nivelului de protectie antiseismică avut în vedere de către normele specifice. În acest sens, se vor examina și se va decide asupra aplicării uneia din următoarele soluții posibile:
Realizarea pereților din materiale cu deformabilitate ridicată sau cu alcătuiri care să conducă la separarea lor de cadre;
Realizarea unei alcătuiri de ansamblu care să asigure limitarea deplasărilor orizontale date de acțiunea seismică astfel încât să se prevină degradarea pereților de umplutură și să evite avarierea elementelor cadrelor (stâlpi și rigle) ca urmare a conlucrării acestora cu pereții de umplutură;
Acceptarea degradării pereților de compartimentare, în cazul cutremurelor puternice, cu luarea măsurilor corespunzătoare pentru evitarea prabușirii acestora.
3.6.6. Sistemul de fundare
La alegerea sistemului de fundare se vor lua în considerare următoarele:
Dacă construcția va fi sau nu prevăzută cu subsol. Extinderea subsolului în plan și adâncime;
Natura terenului de fundare și nivelul apei freatice.
Condițiile de fundare ale construcțiilor învecinate (dacă este cazul);
Ponderea încărcărilor seismice în stabilirea eforturilor de la baza construcției.
Funcție de factorii enumerați, se pot lua în considerare următoarele soluții:
Fundarea stâlpilor pe fundații directe de suprafață (fundații izolate, tălpi continui, radiere) sau pe fundații de adâncime. (piloți, barete);
Realizarea unei infrastructuri printr-un sistem de pereți structurali pe înălțimea subsolului sau, uneori, și a unuia sau mai multor niveluri de la partea inferioarâ a construcției, conlucrând cu planșeele învecinate și cu tâlpile sau radierul de fundație.
Se recomandă realizarea unei infrastructuri rigide în special la construcțiile solicitate preponderent de acțiunile seismice (clădiri înalte și cu dimensiuni reduse în plan, amplasate în zone cu seismicitate ridicată) sau a celor fundate în condiții dificile de teren.
Construcțiile, după caz, vor fi fragmentate prin rosturi, care pot avea următoarele funcțiuni:
rosturi de dilatare/contracție;
rosturi seismice;
rosturi de tasare.
Dimensiunea rosturilor se va stabili astfel încăt să se evite interacțiunile necontrolate între tronsoanele alăturate.
CAPITOLUL 4
STADIUL ACTUAL AL PROIECTĂRII PARASEISMICE ÎN ȚARA NOASTRĂ
Rezumat
Prezentul capitol prezintă preocupările specialiștilor de la INCERC București ca urmare a dezastrului provocat de cutremurul din 1977.
Principiile în baza cărora se vor executa consolidări sau construcții noi, sigure, cu o vulnerabilitate seismică predictibilă la incidența unui cutremur de intensitate maximă probabilă, ținînd cont de zona seismică a țării noastre trebuie să aibă la bază o coerență clar exprimată în normativele specifice.
Este imperativ necesară verificrea prin calcul a măsurilor de protecție antiseismică adoptate pentru consolidarea construcției vizate.
Concluzia care rezidă din prezentul capitol, este faptul că în procesul decizional privind stabilirea intervențiilor structurale, este important să se ia în considerație cerințele tuturor părților implicate în procesul de restaurare și consolidare a unor astfel de construcții.
CUPRINS
4.1. Preliminarii
Având în vedere poziția geografică a țării noastre, supusă periodic unor cutremure de pământ importante, chiar devastatoare în anumite zone, soldate cu pierderi de vieți omenești și importante pagube materiale, s-a impus ca fiind obligatorie stabilirea unor norme și procedee menite să asigure o reală protecție antiseismică a construcțiilor.
Datorită faptului că, protecția clădirilor de locuit nu a constituit o preocupare în perioada antebelică, proiectarea era făcută doar la încărcări gravitaționale. Evidențierea acestei stări de fapt a fost constatată cu ocazia cutremurului din 4 martie 1977. Concluzia certă la acel moment a fost faptul că, peste 90% din clădirile prăbușite în București au fost construite înainte de război, neprevăzându-se prin proiectare, niciun fel de protecție antiseismică. Restul de aproximativ 10% din clădirile existente, care au fost proiectate pentru a rezista la acțiuni seismice s-au comportat satisfăcător și doar două dîntre ele au suferit prăbușiri parțiale. Marele specialist in construcții, neozeelandezul Thomas Paulay a apreciat faptul că, inginerii structuriști din România au ținut cont, încă din faza de proiectare posibilitatea unor acțiuni seismice.
Dezastrul provocat de cutremurul din 1977 a avut un rol decisiv în perfecționarea pregătirii inginerilor constructori printr-o experiență directă.
În perioada următoare, de după 1977, specialiștii de la INCERC București au adus ajustări majore reglementărilor naționale, preluând prevederi din documentații străine în conformitate cu realitatea din țara noastră. O măsură deosebit de eficientă a fost luarea în considerație a aportului comportării ductile a structurilor de rezistență, în mod deosebit a structurilor de beton armat care erau proiectate la încărcări statice.
În prezent, se poate afirma faptul că Ingineria Seismică a ajuns la stadiul de maturitate, devenind capabilă să învețe din experiența directă a cutremurelor, normativele actuale răspunzând cerințelor de asigurare antiseismică moderne.
Cu toate aceste măsuri eficiente privind asigurarea antiseismică a clădirilor încă din faza de proiectare, în ceea ce privește măsurile care s-au luat pentru consolidarea clădirilor sunt foarte modeste.
Se impune obligativitatea adoptării unor soluții ieftine și sigure, de consolidare și remediere a deficiențelor construcțiilor vechi și avariate, care să înlocuiască soluțiile clasice, adoptate în mod tradițional până în prezent.
4.2. Soluții de intervenție structurală cu scopul creșterii
eficienței în caz de cutremure
Specialistul structurist are obligația și responsabilitatea adoptării unor soluții sigure și, nu în ultimul rând economice, care să conducă la consolidarea clădirilor cu risc major în caz de cutremure. Soluțiile adoptate trebuie să conducă la obținerea unor performanțe sporite pe timpul exploatării, precum și un grad ridicat de siguranță a vieții cetățenilor. Aceeași responsabilitate trebuie să fie în primul rând în atenția organelor abilitate în redactarea și elaborarea normativelor menite să ofere soluții eficiente de consolidare.
În continuare, voi enumera o serie de abordări privind evaluarea prin calcul a construcțiilor existente, împreună cu indicarea unor principii și soluții privind intervențiile structurale, în conformitate cu prevederile specificate în normativele în vigoare.
Principiile în baza cărora se vor executa consolidări sau construcții noi, sigure, cu o vulnerabilitate seismică predictibilă la incidența unui cutremur de intensitate maximă probabilă, ținînd cont de zona seismică a țării noastre trebuie să aibă la bază o coerență clar exprimată în normativele specifice.
Este imperativ necesară verificrea prin calcul a măsurilor de protecție antiseismică adoptate pentru consolidarea construcției vizate.
Răspunzător de întreagul proces de evaluare, expertizare, alegere a soluției și nu în ultimul rând de elaborarea proiectului de intervenție și de punerea în siguranță a construcției, până la nivelul de detaliu de execuție este inginerul expert.
În cazul unei construcții existente, nivelul de asigurare antiseismică din clasa de importanță normală, corespunde vulnerabilității seismice determinate prin expertiza tehnică.
În luarea deciziilor cu privire la intervențiile necesare pentru ridicarea gradului de asigurare a construcțiilor, expertul tehnic, parcurgând etapele specifice de analiză și evaluare, trebuie să cunoască perioada în care construcția a fost realizată, familiarizându-se cu sistemul constructiv al timpului și să fie capabil să ia măsurile care să țină cont de corelarea cu evoluția prescripțiilor de proiectare antiseismică.
Aspectele de luat în seamă în raport cu acțiunea unor viitoare cutremure trebuie să aibă în vedere următoarele:
Sursa:https://vdocuments.com.br/proiectarea-bazata-pe-performanta-consolidarea-cladirilor-.html
O viziune de ansamblu care să conducă la un răspuns structural favorabil la acțiunea seismică. Atât degradarea, cât și slăbirea unor elemente portante în decursul timpului, pot fi scoase în evidență, mai ales la construcțiile vechi, de expertiză. Atât expertizarea lucrărilor existente cât și concepția lucrărilor de intervenție se constituie într-o activitate dificilă, mult superioară activității de proiectare a lucrărilor noi.
Obligativitatea verificării prin calcul a structurii de rezistență, operație care cuprinde: verificarea de rezistență (determinarea capacității portante), verificarea de rigiditate (limitarea deformațiilor laterale sub acțiunea forțelor seismice) și verificarea de ductilitate (capacitatea de dezvoltare de articulații plastice fără a se atinge starea de colaps).
Toate aspectele enumerate mai sus sunt impuse atât de limitarea rezervelor de rezistență structurale, cât și de complexitatea alcătuirii elementelor. Ipotezele simple, pentru care se poate admite o comportare elastică (care privesc modelarea structurală) și pentru care se poate admite o modelare convențională a nivelului de severitate – deterministă (acțiunea seismică), sunt obligatorii în faza de proiectare a construcțiilor.
Având în vedere faptul că în cazul producerii unui cutremur puternic dimensionarea construcțiilor este imposibil de realizat din punct de vedere economic, în condiții acceptabile, astfel încât acestea să aibă o comportare elastică, se va adopta o comportare postelastică, ceea ce implică acceptarea de avarii mai mult sau mai puțin severe.
Se recomandă ca, la proiectare, să fie controlată formarea succesivă a articulațiilor plastice în cadrul fenomenului de adaptare a structurii. La fel, liniile de creare a articulațiilor dirijate (plastice), trebuie să se formeze succesiv, la capetele șirurilor de grinzi, începând de jos în sus, modalitate în care, stâlpii vor reprezenta liniile finale elastice.
Soluția cea mai indicată este dirijarea liniilor de plastificare
de-a lungul capetelor riglelor pare, în condițiile în care, se va ține seama de faptul că, ductilitatea riglelor este semnificativ mai ridicată decât a stâlpilor.
Grinzile, vor putea fi ductilizate relativ ușor, deoarece sunt elemente supuse în principal la momente încovoietoare și forțe tăietoare.
Obținerea unei creșteri a capacității de plastificare a secțiunii grinzii, se va face prin consolidarea zonei comprimate, fiind necesară – pentru ca armatura longitudinală să ajungă la curgere înaintea zdrobirii betonului – adoptarea unor procente de armare reduse. Pentru obținerea unor grinzi cu ductilitate de 10÷20 se vor utiliza oțeluri cu palier de curgere.
Stâlpii, sunt cu mult mai greu de ductilizat, deoarece sunt elemente supuse la forțe de compresiune mari, cu forțe tăietoare și momente încovoietoare. Fragilizarea elementului are ca și cauză principală este efortul axial de compresiune.
Deformarea transversală poate fi blocată printr-o fretare adecvată, starea de tensiune de compresiune uni axială modificându-se în compresiune triaxială, transformând astfel, materialul casant și fragil,
într-unul mai rezistent și ductil.
Se recomandă, datorită faptului că ductilitatea este invers proporțională cu tensiunea de compresiune, ca valoarea efortului unitar mediu de compresiune să nu depășească (0,25÷0,35) Rb, obținându-se astfel pentru stâlpi, valori ale ductilității de 2÷5.
Proiectarea de detaliu a elementelor structurale și a legăturilor dîntre ele.
Obiectul expertizelor tehnice și al proiectelor de intervenție sunt atât structura de rezistență supraterană, cât și fundațiile. De asemenea, o atenție deosebită trebuie acordată atât modului de alcătuire a elementelor nestructurale (pereți despărțitori și de închidere, etc.), cât și a legăturilor cu structura de rezistență.
În scopul controlului alcătuirii de ansamblu, se impune o verificare a modului de preluare și transmitere a încărcărilor gravitaționale, până la terenul de fundație. Pentru ca încărcările gravitaționale să se realizeze în mod direct și rectiliniu, se impune ca verificarea să fie făcută în așa fel, încât să se evite rezemările stâlpilor pe grinzi sau planșee.
În situațiile în care, construcțiile au suferit schimbări funcționale sau supraetajări în timp, precum și în cazul adoptării unor soluții eronate de către organele administrative superioare (ca de exemplu rezemarea stâlpilor de fațadă pe planșeul Parcajului auto subteran alăturat al Teatrului Național București), este inevitabilă apariția unor probleme de decalaje în transmiterea forțelor gravitaționale.
Aspectele obligatorii de care se va ține cont în ceea ce privește controlul comportării structurii de rezistență la acțiunea forțelor seismice sunt:
Obligativitatea prevederii unor elemente de preluare a forțelor orizontale care acționează pe o direcție oarecare. Se recomandă ca rigiditățile la deplasări laterale ale elementelor portante, să se încadreze în același ordin de mărime după direcțiile principale (ex.: la construcțiile ortogonale, după direcția transversală și longitudinală).
Este obligatoriu, în situația în care se depistează prezenței unei legături mai slabe între respectivele corpuri, ca prin proiectare să se prevadă un rost seismic între corpurile de clădire învecinate.
În cazul în care prezența acestui rost nu este detectată la expertizarea unei construcții existente, se impune crearea rostului printr-un proiect de intervenție.
În cazul în care, se constată excentricități între centrul rigidităților, Cr și centrul maselor, Cm, se poate produce fenomenul de torsiune generală sub acțiunea forțelor seismice, care trebuie obligatoriu eliminat.
În concluzie, se va evita concentrarea de pereți structurali
într-o anumită parte a clădirii, situație care poate conduce la solicitări de torsiune generală defavorabile, precum și crearea de asimetrii pe verticală (corpuri de clădire învecinate cu diferențe mari de înălțime neseparate prin rosturi antiseismice).
Se impune, obligatoriu, un control al gradului în care planșeele existente asigură o bună conlucrare spațială între pereții portanți și elementele structurii. La clădirile vechi, având ziduri portante și planșee din lemn sau boltișoare din cărămidă pe grinzi metalice, conlucrarea de ansamblu a zidurilor portante nu este asigurată de planșee; în același fel, zidăriile portante slăbite cu goluri pentru uși și ferestre nu pot fi “ajutate” de șpaleții fără goluri printr-o conlucrare spațială eficientă.
Se impune urmărirea, prin proiectul de consolidare, crearea unui planșeu din beton armat (șaibe rigide) care ar avea menirea asigurării unei conlucrări spațiale între elementele portante, impunându-se și reducerea concomitentă a asimetriilor de rigiditate eliminându-se astfel efectul periculos al torsiunii generale.
În situațiile în care solicitarea de torsiune generală nu poate fi evitată, se impune prevederea în proiectul de intervenție a unui cuplu de pereți portanți care să preia momentul de torsiune generală (Sx·e0) cu un braț de parhie.
Se recomandă prevederea de pereți perimetrali care să preia orice posibilitate de producere a unui fenomen de torsiune generală, în toate cazurile existenței unor construcții mai dezvoltate în plan și mai înalte, având asigurată o repartiție a rigidităților cvasi simetrică, din cauza caracterului nesincron al forțelor seismice și așa numitei excentricități adiționale.
Pentru fiecare perete structural se va asigura o încărcare gravitațională corespunzătoare în raport cu mărimea momentului încovoietor la bază, produs de forțele orizontale aferente.
Atât în vederea asigurării unui comportament eficient al pereților structurali realizați din beton armat, cât și pentru realizarea unei armări economice, se impune îndeplinirea condiției de lestare. Situația este mai evidentă la pereții de zidărie, datorită faptului că, în calculul acestora, nu se contează pe rezistența la întindere.
Concluzii
La baza stabilirii gradului de performanță și de asigurare la cutremur pentru toate lucrările de consolidare și restaurare a construcțiilor afectate de cutremur sau mai vechi, este necesar a se avea în vedere cele trei criterii de bază precum și cele trei intensități de cutremur, cu legătură între degradările și avariile admise, pentru fiecare criteriu în parte.
În procesul decizional privind stabilirea intervențiilor structurale în procesul de restaurare și consolidare a unor astfel de construcții, se vor lua în considerare, cu titlu obligatoriu, toate cerințele părților implicate.
Corelarea optimă între criteriul de performanță și domeniul de siguranță, stabilite și analizate în mod individual pentru fiecare caz în parte reprezintă principalul obiectiv al procesului de decizie.
Cu toate că în ultimii ani s-au făcut, prin acte normative, recomandări, coduri, sau articole în revistele de specialitate, o serie sistematizări a unor reguli de intervenție, decizia în stabilirea nivelului de consolidare aparține totuși, în ultimă instanță, expertului și proiectantului respectiv, aceștia având menirea de a găsi o soluție de consolidare minimă, reversibilă și sigură.
Normativul P100/2006, prevede atât limitarea degradărilor, a avariilor, precum și evitarea prăbușirilor elementelor structurale și nestructurale, ale echipamentelor și instalațiilor.
Pe cale de consecință, pentru cutremurul cu intensități și caracteristici corespunzătoare cutremurului de calcul, construcția poate suferi următoarele degradări:
Locale, controlate și reparabile, degradări care sunt asociate deformațiilor postelastice previzibile la elementele structurii de rezistență;
Extinse, dar care nu pun în pericol vieți omenești sau valori materiale importante la elemente nestructurale.
Categoriile necesare a fi abordate în elaborarea soluțiilor de consolidare pentru structurile din beton armat sunt:
Sursa: https://vdocuments.com.br/proiectarea-bazata-pe-performanta-consolidarea-cladirilor-.html
Consolidări prin procedeul de placare cu beton armat, menținându-se schema constructivă în cadre și cu întărirea stâlpilor și riglelor de cadru prin cămășuire;
Consolidări având ca rezultat modificarea schemei constructive, prin introducerea de elemente de contravântuire, sau pereți de diafragmă moi (panouri de forfecare de zidărie), bare disipative (cadre cu contravântuiri metalice centrice, sau excentrice).
Inconvenientele constatate în cazul efectuării consolidărilor de tip clasic, prin cămășuirea cu beton armat a stâlpilor și grinzilor sunt următoarele:
Necesitatea intervențiilor la toate cadrele care alcătuiesc structura, atât pe direcție transversală cât și pe cea longitudinală;
Majorarea considerabilă a secțiunilor stâlpilor și grinzilor, soluție mai dificilă, care perturbă funcționalitatea clădirii, prin reducerea suprafețelor spațiilor de locuit sau de circulație;
În unele situații se impune schimbarea tâmplăriei ferestrelor care este uneori prohibită de necesități urbanistice sau arhitecturale;
Este posibilă micșorarea suprafețelor grupurilor sanitare, operație care poate fi inacceptabilă;
Necesitatea evacuării clădirilor respective în cazul unor astfel de consolidări;
Efort organizatoric mărit prin deplasarea unei mari forțe de muncă și, nu în ultimul rând, generarea unei poluări mărite, datorită cantităților mari de moloz rezultat din decopertări.
Toate aceste inconveniente precum și timpul destul de lung de execuție, forțează de cele mai multe ori expertul și beneficiarul să se orienteze spre o soluție rapidă și eficientă, ca de exemplu o consolidare cu modificarea schemei constructive prin introducerea de elemente metalice de contravântuire.
Prin adoptarea unei asemenea soluții, stâlpii din beton armat existenți vor juca rolul de tălpi în sistemul cu zăbrele, încărcându-se cu eforturi axiale N sub acțiunea forțelor seismice.
Funcția de montanți orizontali ai sistemului cu zăbrele va fi îndeplinită de către riglele de cadru existente, iar dacă diagonalele sunt comprimate aceste rigle lucrează la întindere.
În majoritatea cazurilor, suplimentul de efort axial în stâlpi nu depășește 10-20% din valoarea efortului axial produs de încărcările gravitaționale.
Tipul acesta de consolidare este considerată mai curată și mai rapidă, necesitând însă, forță de muncă mult mai calificată și mai costisitoare.
În final, doar beneficiarul va fi în măsură să cumpănească și să țină seama de avantajele și dezavantajele celor două tipuri de consolidare, luând într-un final măsurile care conduc la rezultatele cele mai bune.
CAPITOLUL 5
SOLUȚII DE ULTIMĂ ORĂ ÎN REABILITAREA CONSTRUCȚIILOR CIVILE ȘI INDUSTRIALE
Rezumat
În capitolul de față, sunt trecute în revistă implicațiile utilizării materialelor de construcție asupra conceptului de sustenabilitate. Sunt detaliate atât avantajele cât și dezavantajele consolidării construcțiilor cu fibre de carbon, precum și tehnicile de consolidare.
Soluțiile de consolidare au fost investigate complet, în cadrul Facultății de Construcții din Timișoara, pornind de la conceperea lor, stabilirea modalităților tehnologice de punere în operă, derularea programului experimental și de simulare numerică, cu sprijinul finanțării a două programe de cercetare europene, și anume FP6 PROHITECH și RFCS Steelretro.
CUPRINS
5.1. Introducere
Efectele negative ale schimbărilor climatice asupra generațiilor actuale și viitoare este una dîntre problemele actuale ale omenirii.
Condițiile de mediu sunt într-o continuă degradare, fiind influențate în mod direct activitățile zilnice ale omenirii. Modificarea condițiilor meteorologice caracteristice pentru zona climatică în care se află România, este vizibil marcată de trecerea de la patru la două anotimpuri [50].
Cele mai mari provocări cu care se confruntă omenirea secolului XXI constau atât în asigurarea condițiilor de perpetuare a speciei, cât și în protejarea mediului înconjurător. În scopul îndeplinirii acestor obiective la nivel global, se impune depistarea, evaluarea și interpretarea activităților umane, care au condus la crearea premiselor influențării negative a ecosistemului general din care facem parte, atât din punctul de vedere al necesității, cât și din punctul de vedere al impactului (ecologic, economic și social). Realizarea onor noi tehnologii și activități, cu rol major în îmbunătățirea considerabilă a nivelul de trai, a calității și a speranței de viață, a fost impusă de condiția umană de autodepășire [50].
O dată cu implementarea acestor factori de bunăstare umană, având drept rezultat crearea unor condiții, într-un mod alert, necesare dezvoltării economice și sociale, s-a ajuns însă și la o afectare masivă a mediului natural, prin influențarea negativă a ecosistemului global.
Cu toate că, o creștere a nivelului de trai datorită progresului tehnologic este considerată ca fiind un avantaj pentru omenire, efectele sunt doar pe termen scurt și mediu. Pe termen lung însă, acest progres poate conduce la schimbări climatice majore prin remodelarea mediului înconjurător. Se poate estima asupra mediului, vor ajunge să constituie o amenințare faptul că, efectele negative pe care dezvoltarea economică și socială le generează, în viitor, și o influență negativă a rasei umane, fiind pusă în pericol însăși existența acesteia prin crearea premiselor unui colaps global.
Încă de la sfârșitul secolului XVIII când revoluția industrială a fost declanșată în Europa, având ca rezultat dezvoltarea economică și socială,
s-a înregistrat și o influență negativă și agresivă asupra mediului înconjurător. O dată cu descoperirile tehnologice care au condus la o îmbunătățire a nivelului de trai, și dezvoltarea sistemului medical a avut ca rezultat o sporire a speranței de viață. În acest mod, s-a ajuns la o creștere accelerată „a numărului de locuitori la nivel global de la 1 miliard de locuitori la început de secol XVIII, la aproximativ 7 miliarde în anul 2014”, creștere care continuă într-un mod vertiginos și în acest secol [50].
Pentru a se putea susține o populație din ce în ce mai numeroasă, care până în prezent nu pare să aibă simțul consumului rațional, a fost necesară creșterea cantității resurselor primare extrase din scoarța terestră, constituite fiind atât din resurse neregenerabile, cât și din resurse cu un grad scăzut de regenerare. Ca o realitate demnă de luat în seamă, este faptul că, stocul de resurse naturale consumat pe durata unui an la nivel global, este mult superior față de capacitatea Pământului de regenerare a materiilor prime [50].
Datorită faptului că volumul de materii prime regenerate au fost consumate, în cursul anului 2014, până în luna august, în anul 2015 necesarul pentru desfășurarea activităților zilnice a fost total insuficient.
Un alt efect negativ asupra mediului înconjurător a fost cantitatea mare de emisii de gaze cu efect de seră, precum și o serie de alte tipuri de emisii, cum ar fi: emisii de precursori ai ozonului, emisii de plumb și de metale grele, acidifiere și eutrofizare, emisii de particule în suspensie primare, etc. [50].
Aceste emisii nocive sunt o consecință a activităților umane zilnice cum ar fi: producerea de electricitate, transportul de bunuri și persoane, fabricarea de produse, confecționarea materialelor de construcții, demolarea structurilor vechi și construirea de clădiri noi, utilizarea resurselor regenerabile pentru asigurarea condițiilor de confort interior. Aceste exemple ar putea continua, având în vedere faptul că, orice activitate desfășurată de om, influențează într-un mod simțitor starea mediul înconjurător.
Pe parcursul ultimilor ani, sectorul construcțiilor a atras nenumărate controverse în ceea ce privește influența profund negativă pe care acest domeniu o are atât asupra ecosistemului Pământ, cât și asupra dezvoltării armonioase a generațiilor viitoare.
Discuții iscate pe aceast subiect la nivel mondial au pornit de la faptul că sectorul construcțiilor utilizează cantități semnificative de materii prime provenite din scoarța terestră, precum și de la faptul că, asigurarea condițiilor optime de climat interior, pe perioada de utilizare a unei clădiri, implică un consum semnificativ de resurse naturale, neregenerabile. Mediul natural este influențat de către mediul construit, atât în fazele de pre-operare și operare a unei structuri, cât și în faza de post-operare a acesteia [50].
Cu toate acestea, domeniul construcțiilor este considerat principala cauză a unor efecte negative asupra mediului înconjurător, atât în țările puternic dezvoltate, cât și în țările în curs de dezvoltare. În cazul țărilor puternic dezvoltate, o parte importantă a fondului construit existent, se află într-o condiție precară, fiind executată în anii de după terminarea celui
de-al doilea război mondial, motiv pentru care, s-a impus reînnoirea mediului construit, datorită faptului că, atât infrastructura rutieră realizată în această perioadă cât și construcțiile civile și-au atins și chiar a depășit perioada de viață proiectată și, ca o consecință, nivelulul siguranței structurale oferite pentru utilizatori este considerat nesatisfăcător [50]. Un alt deziderat urmărit de factorii implicați este și necesitatea transformării clădirilor existente în clădiri eficiente energetic, cu efect imediat de micșorare a impactului ecologic în perioada de operare. Pe de altă parte, în cazul țărilor în curs de dezvoltare, problema care se pune este fondul construit planificat, fond care trebuie să rezolve problema acoperirii necesarului de locuințe pentru un număr din ce în ce mai mare de locuitori.
În concluzie, în ambele situații, mediul înconjurător este profund afectat atât prin utilizarea de materii prime în cantități importante cât și prin emisiile produse de către procesele tehnologice necesare pentru atingerea obiectivului propus.
Noțiunea de evoluție a omenirii, necesită o abordare aprofundată, datorită creșterii continue a cantităților de materii prime extrase din scoarța terestră, precum și a eliberăerii gazelor nocive în atmosferă.
În concluzie, se impune luarea în considerare a unui management eficient al resurselor naturale cu scopul asigurării, pentru generațiile viitoare, a unor condiții optime de dezvoltare, prin reducerea considerabilă a consumurilor iraționale și utilizarea de produse și servicii care generează emisii de dioxid carbon cât mai reduse [50].
Datorită acestor considerente, începând din a doua jumătate a secolului trecut, s-a considerat imperios necesară implementarea noului concept global – conceptul de sustenabilitate, care este menit să pună bazele unui nou tip de dezvoltare a omenirii, așa-numita dezvoltare sustenabilă.
În anul 1987 a fost eleborata prima definiție a dezvoltării sustenabile și a fost acceptată în unanimitate de către comunitatea internațională ca fiind cea oficială. Drept urmare, s-a publicat raportul the Bruntland report (raportul Bruntland), sau altfel spus Our Common Future (Viitorul Nostru Comun), realizat de către WCED. În acest raport, dezvoltarea sustenabilă era definită ca fiind „dezvoltarea care urmărește satisfacerea nevoilor generației prezente fără a compromite capacitatea generațiilor viitoare de a-și satisface propriile nevoi” (WCED 1987) [50].
Norma internațională ISO 15392-2008 a apărut în urma influenței exercitate de către sectorul construcțiilor asupra economiilor naționale, asupra standardelor de viață și a mediului înconjurător, având ca scop, identificarea și aplicarea principiilor sustenabilității în acest sector, oferind o serie de clarificări privind dezvoltarea sustenabilă. Standardul susmenționat definește sustenabilitatea ca fiind „o situație care impune ca oamenii să își desfășoare activitățile zilnice într-un mod în care funcțiile ecosistemului Pământ să fie protejate”, sustenabilitatea reprezentând „scopul dezvoltării sustenabile” (ISO 2008 a). La nivelul Uniunii Europene, sustenabilitatea este definită de către norma EN 15643-1:2010 ca fiind „capacitatea unui sistem de a se menține pentru generațiile prezente și cele viitoare” (EN 2011 a) [50].
Aplicarea principiului sustenabilității în domeniul construcțiilor, are drept scop creșterea performanțelor energetice ale clădirilor și a produselor inginerești, având ca rezultat un minim impact asupra mediului înconjurător. Nu în ultimul rând, se îmbunătățește considerabil atât dimensiunea social-culturală cât și cea economică a dezvoltării sustenabile (ISO 2008 a).
Evaluarea sustenabilității prin calcul se poate realiza pentru un element în parte, pentru toate elementele componente în cadrul unor lucrări de reabilitare a construcțiilor sau a unor lucrări de consolidare. În lucrarea [57], autorii au dezvoltat formula de calcul, care ține seama de mai mulți factori și anume energia înglobată în soluția de reabilitare sau consolidare, costul și durata reabilitării sau a consolidării.
unde: S – indicele de sustenabilitate a soluțiilor de reabilitare,
E – energia totală pentru fiecare soluție,
C – costul total al soluțiilor de reabilitare sau consolidare,
T – durata reabilitării sau a consolidării.
Aspectele primare ale dezvoltării sustenabile (Figura 5.1) ce trebuie avute în vedere în acest scop sunt următoarele [50]:
aspectul ecologic prin protejarea și refacerea mediului înconjurător;
aspectul economic;
aspectul social.
Figura 5.1 Principalele aspecte ale sustenabilității
(ISO 2008 a; Yao 2013)
Consumul anual din cantitatea totală de resurse naturale/materiale extrase utilizate pe plan mondial, se estimează a fi cuprins între 40% și 60%, industria construcțiilor fiind considerată cea mai mare consumatoare în comparație cu celelalte domenii economice.
(Bribian et al. 2011; Messari-Becker et al. 2013; Pacheco-Torgal 2014; Tautsching și Burtscher 2013).
Demn de menționat este și faptul că materialele pentru construcții reprezintă între 40% și 50% din totalul materialelor utilizate anual (Blankendaal et al. 2014; Miller și Ip 2013; Pacheco-Torgal și Labrincha 2013). 40% din cantitatea de energie produsă în plan global, este consumată în acest domeniu, care este responsabil și pentru producerea a 40% din emisiile totale de gaze cu efect de seră, pentru consumul a 15% din resursele globale de apă și pentru producerea a 25% din totalul de deșeuri (Ding 2014; Mokhlesian și Holmen 2012; Pacheco-Torgal 2014; Ramesh et al. 2010; Simion et al. 2013). Datorită faptului că domeniul construcțiilor constituie un sector cheie în economia națională, cu un impact social ridicat, politicile de dezvoltare sustenabilă sunt de o deosebită importanță la nivel mondial [50].
Pornind de la extracția materiei prime și finalizând cu demolarea structurii și depozitarea și reciclarea deșeurilor rezultate, întreg ciclul de viață al unei construcții (Figura 5.2) are un impact semnificativ asupra principalelor dimensiuni ale conceptului de sustenabilitate. Așadar, în scopul reducerii impactului ecologic al acestui sector (influența mediului construit asupra mediului înconjurător sau natural) este necesar a se lua în considerare atât etapele de pre-operare și operare a unei construcții, cât și faza de postoperare a acesteia [50].
Figura 5.2 Ciclul de viață al unei construcții
(Maxineasa et al. 2013; Maxineasa et al. 2015)
5.2. Implicațiile utilizării materialelor de construcție asupra conceptului de sustenabilitate
Prezentul paragraf, conține o serie de implicații pe care etapa de producere a materialelor utilizate în acest domeniu o are asupra conceptului de sustenabilitate, cu prioritate asupra aspectului legat de protecția mediului înconjurător și refacerea acestuia [50].
Energia înglobată și densitatea pentru diferite materiale
5.2.1. Beton
Într-un singur an, cantitatea de beton consumată pe plan global se ridică la valoarea de 25 de miliarde de tone, fapt care, demonstrează că an de an, producția de beton per fiecare locuitor este de aproximativ 3,8 tone. Dîntre toate resursele și materialele utilizate pe plan mondial, betonul se situează pe poziția a doua, pe primul loc fiind apa (EPC 2009; Gursel et al. 2014; Knoeri et al. 2013; Marinkovic et al. 2014; WBCSD 2009 a).
Cea mai semnificativă influență asupra impactului ecologic al betonului o are cimentul, constituentul principal în compoziția acestuia. De menționat este faptul că, în ultimii 60 de ani, consumul de ciment la nivel global a crescut de la aproximativ 0,5 la 2,8-3 miliarde de tone (Estrada et al. 2012; Gursel et al. 2014; Habert 2014; Metha și Meryman 2009). Datorită faptului că în procesul de producere a unei tone de ciment se eliberează în atmosferă o cantitate de aproximativ 1t de CO2, amprenta de carbon a cimentului este una însemnată. Este previzibil faptul că impactul cimentului asupra mediului înconjurător să se dubleze o dată la cinci ani, în cazul în care ratele de consum actuale se vor menține la același nivel și în viitor (Estrada et al. 2012; Gursel et al. 2014).
5.2.2. Oțel
Unul dîntre cele mai importante procese industriale, este producerea oțelului considerându-se că acest material a stat la baza dezvoltării societății moderne (Strezov et al. 2013; Tongpool et al. 2010).
Este dovedit faptul că, la nivel mondial, procesul de fabricare al acestui material este responsabil pentru 9% din totalul emisiilor de CO2 (Moynihan și Alwood 2012).
Volumul de oțel produs la nivel mondial a crescut în ultimii 40 de ani, de aproape trei ori. (WSA 2013 a, b). Se estimează că mai bine de jumătate din oțelul produs anual la nivel mondial este utilizat în sectorul construcțiilor (Moynihan și Alwood 2012; Wang et al. 2007).
Măsurile care au fost implementate de către industria de profil în ani 70’ și 80’, precum reciclarea oțelului și utilizarea furnalelor electrice în defavoarea vechilor furnale care utilizau cărbuni, au avut drept efect, micșorarea impactului ecologic al acestui sector, de la an la an.
Datorită proprietății unice a oțelului, și anume că poate fi reciclat în proporție de 100%, îi conferă calități superioare în comparație cu celelalte materiale pentru construcții. De exemplu, în Statele Unite ale Americii, se estimează că peste 98% din oțelul rezultat din procesul de demolare a unei structuri, se reutilizează pentru realizarea de noi produse metalice, utilizate la rândul lor, în sectorul construcțiilor.
Ca o consecință a implementării proceselor tehnologice prin care s-a accelerat procesul de reciclare a oțelului, material cu un circuit închis de viață, a avut drept rezultat – în ultimii 30 de ani – o micșorare a cantităților de gaze cu efect de seră emise în atmosferă. (AISC 2011; Estrada et al. 2012; Lambert 2010).
5.2.3. Lemn
Pădurile, pe lângă consumul unei cantități apreciabile de CO2, eliberează în atmosferă și o cantitate importantă de O2. Este demonstrat faptul că, prin procesul de fotosinteză, pentru fiecare 670 de grame de CO2 „sechestrate” din atmosferă, pădurile eliberează o cantitate de aproximativ 490 de grame de O2 (DeStefano 2009; Estrada et al. 2012).
În lupta pentru salvarea mediului înconjurător, un rol hotărâtor îl are utilizarea lemnului ca material de construcții, impunându-se obligația ca lemnul prelucrat de către industria de profil să provină din păduri certificate, cultivate pentru a satisface nevoile speciei umane. Exploatarea iresponsabilă a pădurilor ar conduce la apariția unor efecte negative grave asupra mediului înconjurător, cum ar fi: mărirea nivelului de CO2 din atmosferă, apariția fenomenelor de eroziune a solului, distrugerea habitatelor naturale ș.a.
O abordare responsabilă în ceea ce privește utilizarea lemnului în construcții are ca scop păstrarea la un nivel cât mai ridicat a suprafețelor împădurite.
De exemplu, pe teritoriul Europei, datorită implementării acestei soluții și a aplicării practicilor de împădurire, fondul forestier a crescut cu 2% – aproximativ 3,5 milioane de hectare, între anii 2000 și 2010, iar în Statele Unite ale Americii și Canada suprafața împădurită are aceeași dimensiune ca acum 100 de ani (Estrada et al. 2012; Eurostat 2011; Ward 2010).
5.2.4. Blocuri pentru zidărie
Impactul blocurilor pentru zidărie asupra mediului înconjurător este influențat în cea mai mare măsură de materiile prime utilizate în procesul de fabricare. Blocurile ceramice, adică blocurile obținute prin arderea argilei/lutului, au o cantitate de energie înglobată de trei ori mai mare în comparație cu energia înglobată în blocurile de zidărie obținute prin folosirea cimentului (Estrada et al. 2012; Volz și Stonver 2010 a).
În scopul producerii blocurilor ceramice se utilizează o cantitate apreciabilă de energie obținută din arderea combustibililor fosili (Bingel 2010; Lourenco și Vasconcelos 2015; Volz și Stonver 2010 a). Pe de altă parte, în „cazul blocurilor pentru zidărie realizate din beton celular autoclavizat (BCA) sau din beton celular ușor (BCU), impactul ecologic este asemănător cu impactul pe care îl are betonul.” (Bingel 2010; Estrada et al. 2012; Volz și Stonver 2010 a).
5.2.5. Materiale compozite polimerice armate cu fibre
În continuare, se va prezenta o scurtă sinteză a implicațiilor ecologice rezultate din etapele de producție a materialelor constituente caracteristice aplicațiilor CPAF din sectorul construcțiilor.
5.2.5.1. Fibrele din sticlă
Este cunoscut faptul că, la fabricarea fibrelor de sticlă se consumă o cantitate apreciabilă de energie neregenerabilă. S-a stabilit că, pentru producerea unui kilogram de material de fibre din sticlă se consumă aproximativ 54,7 MJ, energie utilizată în fazele ciclului de viață de la extragerea materiei prime și până la fabricarea acestui produs inclusiv (Joshi et al. 2004; Lee et al. 2012). Pe lângă toate acestea, procesul de fabricare al fibrelor din sticlă mai are un impact negativ important asupra mediului înconjurător, rezultat din poluarea aerului prin emisiile de praf rezultate din procesarea sticlei (Anderson et al. 2004; Lee et al. 2012).
5.2.5.2. Fibrele din carbon
Fabricarea fibrelor din carbon cuprinde următoarele etape:
stabilizarea, adică oxidarea fibrelor la temperaturi cuprinse între 200 și 400°C;
carbonizarea, proces în timpul căreia se ating temperaturi între 1.000-2.000°C;
grafitizarea fibrelor care are loc la temperaturi de 2.500-3.000°C;
tratarea suprafețelor (fib 2007; GangaRao et al. 2007; Gowayed 2013; Gowayed 2014; Lee et al. 2012; Motavalli et al. 2010; Țăranu et al. 2013).
Fibrele din carbon, în comparație cu alte tipuri de fibre utilizate în sectorul construcțiilor (fibrele din sticlă și cele aramidice), au cel mai ridicat impact negativ asupra mediului înconjurător. Cu toate acestea, datorită caracteristicilor superioare ale fibrelor din carbon, impactul ecologic poate fi micșorat printr-un consum mai mic de material (Anderson et al. 2004; Maxineasa și Țăranu 2013).
5.2.5.3. Fibrele aramidice
Fibrele aramidice sunt fibre de natură organică și se obțin din reacția de condensare dîntre parafenilen diamină și clorura de tereftaloil, reacție care conduce la formarea aramidei. Acet tip de fibre, spre deosebire de celelalte fibre utilizate ca armături pentru aplicațiile compozite din sectorul construcțiilor, cunoscute și sub denumirea de Kevlar nu necesită un tratament termic intens. În etapele de producere a acestor fibre se ating temperaturi de maxim 200°C, temperaturi incomparabil mai mici decât în cazul fabricării fibrelor din sticlă sau carbon. Din punctul de vedere al impactului asupra mediului înconjurător un dezavantaj îl reprezintă utilizarea acidului sulfuric pentru spălarea și dizolvarea polimerului rezultat din reacția de condensare prezentată mai sus (Hollaway 2011; Maxineasa și Țăranu 2013; Stoian et al. 2004; Țăranu et al. 2013).
5.2.5.4. Rășinile epoxidice
În cazul rășinilor epoxidice se impune, la locul punerii în operă pentru inițierea reacției de întărire, o creștere a temperaturii ambientale.
Nivelul de toxicitate al majorității agenților reactivi utilizați este mai ridicat, provocând astfel, iritații severe în momentul în care sunt atinși sau când sunt inhalate emisiile produse de aceștia (Astrom 1997; GangaRao et al. 2007; Lee et al. 2012; Maxineasa și Țăranu 2013; Mazumdar 2002).
5.2.5.5. Rășinile poliesterice
Prîntre principalele dezavantajele ale rășinilor poliesterice, la fel ca și în cazul matricelor epoxidice, se menționează posibilității degradării sănătății oamenilor. Reacția de polimerizare, care este un peroxid organic, se produce în prezența unui catalizator. Acest produs este toxic, iar în situația în care, manevrarea are loc fără echipament de protecție se pot produce iritații la nivelul ochilor și a pielii. De asemenea și stirenul, care este cel mai folosit agent de legare transversală a rășinilor poliesterice poate produce probleme de sănătate. Dîntre toate matricele polimerice termorigide utilizate, rășinile poliesterice, au asupra mediului înconjurător, cel mai mare impact (Anderson et al. 2004; Astrom 1997).
5.2.5.6. Rășinile vinilesterice
Rășinile vinilesterice se formează printr-o combinație dîntre metodele de formare a rășinilor poliesterice și a celor epoxidice. Drept urmare, cantitatea de emisii rezultate din procesul de constituire a matricelor vinilesterice, precum și efectele negative asupra sănătății umane, sunt în mare măsură echivalente cu cele din cazul rășinilor epoxidice și poliesterice (Astrom 1997; GangaRao et al. 2007; Lee et al. 2012).
Consolidarea construcțiilor cu fibre de carbon
De-a lungul unui deceniu, preocupările specialiștilor în domeni a fost problema îmbunătățirii infrastructurii construcțiilor civile existente. Din cauza îmbătrânirii și a degradărilor datorate mediului inconjurător, s-a produs deteriorarea platformelor podurilor, a grinzilor, a traverselor și stâlpilor, precum și a construcțiilor sau structurilor de parcare etc. În același timp, un factor major al degradărilor s-a datorat și unei proiectări necorespunzătoare sau a unor cazuri de forță majoră cum ar fi cutremurele, precum și unei întrețineri improprii. Nevoia de îmbunătățire a structurilor este corelată cu o diminuare crescândă a infrastructurii, în așa fel încât acestea să respecte condițiile tot mai stricte de proiectare (creșterea volumului de trafic pe unele poduri depășind încărcările inițiale ale proiectării), și de aici, o atenție considerabilă în ultimii anii în toată lumea s-a focalizat pe aspectul reînnoirii infrastructurii construcțiilor civile. În concluzie, se impune, ca măsură primordială, adaptarea seismică a zonelor cunoscute a fi cu risc ridicat deseism.
Studiile recente legate de materiale, metode și tehnici pentru consolidarea structurilor au fost de mare amploare. Ca tehnică avansată se impune folosirea armărilor cu materiale compozite din polimeri (FRP), acestea fiind considerate de către inginerii structuriști ca fiind niște materiale noi și foarte promițătoare în industria construcțiilor. Ca materiale compozite pentru consolidarea structurilor construcțiilor civile se vor utiliza sub următoarele forme:
Benzi unidirecționale (subțiri, cu grosimea de aproximativ 1mm) obținute prin laminare;
Coli sau materiale flexibile, făcute din fibre dispuse pe una sau două direcții diferite (impregnate în prealabil cu rășini).
Avantajele consolidărilor cu materiale compozite
Materialele compozite sunt din ce în ce mai folosite pentru consolidarea elementelor din beton armat din următoarele motive:
imunitate mare la coroziune, greutate scăzută (1/4 din greutatea oțelului) rezultând o aplicare mai ușoară în spații restrânse;
rezistență mare la forțele de întindere (statice sau de durată, pentru anumite materiale FRP); în funcție de cerințele de proiectare se poate ajusta și rigiditatea;
capacitate sporită de deformare; atât formele, dimensiunile cât și geometria, în cazul materialelor FRP sunt nelimitate;
deoarece materialelor utilizate au o greutate redusă, nu este necesară suplimentarea semnificativă a greutății proprii a structurii;
mascarea zonelor consolidate, se poate executa cu tencuieli clasice pe baza de rigips, mortar, sau vopsitorii;
datorită duratei de execuție foarte reduse, nefiind necesară o zonă tehnologică amplă, punerea în operă este foarte ușuoră și rapidă;
din cauza costurilor reduse, tehnologia este curată.
Argumentația principală în actualitatea temei, este dată de frecvența solicitării și promovării din ce în ce mai frecvente în proiecte a soluțiilor de consolidare cu materiale compozite, dintre care mă limitez a enumera doar câteva: cupola Ateneului Român – București, toate sediile Academiei de Studii Economice – Bucuresti, Hotel Intercontinental – București, Uzina Ford – Craiova, biserica Mănăstirii Golia – Iași, Sala Polivalentă – Craiova, Hotel Continental – Sibiu, Hotel Palace – Govora, pod Calea Șagului – Timișoara, poduri Otelec și Cenei etc.
Dezavantajele consolidărilor cu materiale compozite
Dezavantajele materialelor compozite ce nu trebuie neglijate de catre ingineri sunt:
ductilitate scăzută datorită unui comportament elastic linear față de oțel, care are un comportament elasto-plastic, ducând la o cedare (cu toate că acest fenomen apare la încărcări mari) fără o deformare plastică importantă sau curgere.
costul materialelor din punct de vedere al greutății este de câteva ori mai mare decât cel al oțelului (dar când comparația se face din punctul de vedere al rezistenței, materialele compozite sunt mai eficiente). Mai mult, câteva materiale FRP, de exemplu cele cu carbon și aramid, au un coeficient de dilatare termică incompatibil cu cel al betonului.
expunerea lor la temperaturi înalte (în cazul unor incendii) poate duce la degradare prematură și cedare (unele rășini epoxidice încep să se înmoaie la 45 – 70oC).
Prin urmare materialele FRP nu trebuie considerate ca fiind înlocuitoare universale pentru oțel (sau alte materiale) în intervențiile asupra structurilor.
Cel mai bine ar fi ca avantajele oferite de aceste materiale să fie evaluate luând în considerare și potențialele lipsuri, iar decizia finală privind folosirea lor trebuie luată având în vedere mai mulți factori, incluzând pe lângă aspectele performanțelor mecanice și constructibilitatea sau durabilitatea de lungă durată.
Tehnici de consolidare
5.4.1. Cămășuirea cu beton armat
Metoda aceasta necesită descărcarea elementului ce urmează a fi consolidat, precum și îndepărtarea stratului de beton. În paralel pot fi adăugate alte armături, celor deja existente prin lipiri suprapuse proiectate corespunzător, sudură sau dispozitive de lipire. Este necesară tratarea cu mare atenție a operațiunii de sudare, deoarece temperaturile ridicate pot deteriora betonul sau orice adezivi utilizați.
Figura 5.3. Tehnici de cămășuire cu beton armat
5.4.2. Plăci sau materiale lipite la exterior
Plăcile de polimer armat cu fibră de carbon (CFRP) sau oțel se lipesc pe suprafețele de beton prin intermediul rășinilor epoxidice. Această tehnică este foarte eficientă pentru reducerea eforturilor la încovoiere și a dimensiunilor elementelor.
O limită a creșterii performanței obtinute prin această tehnică depinde de rezistența la smulgere a betonului, deoarece in cazul unor rezistente la smulgere necorespunzatoare, elementele aplicate se pot exfolia de suprafate elementelor de consolidat.
O altă problema este curgerea adezivului, astfel stratul de adeziv trebuie redus la minimum. Principalul avantaj al acestei tehnici este realizarea unei creșteri minime a dimensiunii secțiunii după consolidare.
Figura 5.4. Tehnici de consolidare cu plăci de polimer
armat cu fibră de carbon (CFRP)
5.4.3. Cămășuirea cu oțel
O tehnică rapidă și eficientă constă în cămășuirea cu oțel care, are la bază ancorarea unor plăci subțiri de oțel în jurul unui element de structură. La fiecare dîntre colțurile elementului sunt amplasate profile de oțel, care sunt prinse de beton. Apoi plăcile sunt sudate pe aceste profile și se adaugă o învelitoare de beton monolit sau de torcret.
Prin intermediul acestei tehnici pot fi obținute creșterea rezistenței, a rigidității și a capacității de forfecare.
Tabelul 5.1. Efectele intervențiilor asupra caracteristicilor structurii
Figura 5.5. Metode de cămășuire cu oțel
5.4.4. Consolidări efectuate cu fibre de carbon
Această tehnică utilizează fibre foarte rezistente (fibre de sticla, de carbon si de aramid) sub forma unor materiale flexibile, saturate cu rășini epoxidice, care le permite sa fie modelate dupa forma elementelor de consolidat. Această schemă este utilă pentru repararea și consolidarea elementelor în regiunile seismice. S-a dovedit că aceasta crește ductilitatea și rezistență la forfecare a elementelor în măsura în care rupturile datorate fragilității sunt transformate în moduri de deformare ductilă. Mai mult chiar, rigiditatea crescută obținută este mai mica decât cea a învelitorii de oțel sau beton.
FRP-urile constau într-un număr ridicat de fibre continue, direcționate, non-metalice (de obicei alcătuite din carbon, sticlă, sau aramid) cu caracteristici avansate și care sunt unite printr-un amestec de rășini. Principalii constituenți supuși încărcării sunt fibrele, în timp ce rășina transferă încărcarea tuturor fibrelor, protejându-le astfel.
Pentru a facilita utilizarea lor în construcții, materialele FRP sunt produse sub diferite forme (Fig. 5.6.), după cum urmează:
-benzi prefabricate subțiri unidirecționale, cu o grosime de aproximativ 1mm (Fig 5.6.a)
-materiale compacte sau nu, flexibile, alcătuite din fibre dispuse pe una sau pe doua directii (Fig 5.6.b).
b)
Figura 5.6. Forme de utilizare a fibrelor de carbon
Figura 5.7. Diagrame forță-deformare pentru tensiuni uniaxiale pentru diferite FRP unidirecționale și oțel. CFRP – FRP de carbon, AFRP – FRP din aramid, GFRP – FRP de sticlă
În funcție de tipul de fibră, materialele compozite sunt:
CFRP (pe bază de carbon);
AFRP (pe bază de aramid);
GFRP (pe bază de sticlă).
Principalele trei tipuri de fibre folosite pentru consolidarea structurilor sunt:
Carbon;
Aramid;
sticlă.
Proprietățile fizice și mecanice pot varia în mod semnificativ pentru un anumit tip de fibre, precum și, bineînțeles, între diferitele tipuri de fibre. În Tabelul 5.2. sunt prezentate proprietățile tipice ale celor trei forme de fibre.
Pentru aceeași secțiune a fibrelor de carbon aplicate (secțiune=70mm2), rezistența la rupere a respectivului element consolidat este foarte puțin afectată de cantitatea de rășină aplicată. În schimb, modelul de calcul are o influență semnificativă, întrucât conduce la o creștre a secțiunii de material care se aplică pe elementul de consolidat.
Astfel, pentru a compara diferite materiale compozite folosite pentru consolidări, trebuie avute în vedere pe lângă carracteristicile respectivelor materiale, și rezultatele unor teste preliminare.
Tabelul 5.2. Proprietăți tipice ale fibrelor
5.4.5. Compararea sistemelor FRP: plăci-materiale LAMELE – ȚESĂTURĂ
O sarcină dificilă cu care se confruntă un constructor este comparația diferitelor sisteme FRP. Să presupunem că un constructor ia în considerare două sisteme FRP pentru consolidarea unui element de beton armat și a obținut proprietățile mecanice de la producătorii respectivi.
Tabelul 5.3. Compararea sistemelor FRP
Sistemul A: constă într-un material uscat, unidirecțional, din fibră de carbon aplicat împreună cu o rășină epoxidică folosind tehnica aplicării umede (de exemplu SikaWrap 103C cu SikaDur 300).
Sistemul B: constă în laminate epoxidice din fibre de carbon tratate anterior (de exemplu SikaCarboDur S1012) care sunt lipite de suprafața de beton cu o rășină epoxidică (de exemplu SikaDur 30).
Proprietățile materialelor pentru cele două sisteme
După revizuirea specificațiilor materialelor, constructorul compară rigiditatea și rezistența la rupere a celor două sisteme. Deoarece specificațiile nu sunt determninate pe aceeași bază (Lamelele se bazează pe măsurarea sistemului de plăci cu goluri iar tesatura doar pe valorile teoretice ale fibrei) nu este posibilă o comparare directă a rezistenței (rezistența la rupere a sistemului de materiale = aprox. 50-80% din valoarea teoretică a fibrei). Modelele pot fi comparate aproximativ cu 1 : 1.
De asemenea trebuie luat în considerare faptul că asigurarea calității pe șantier (în ceea ce privește sistemele cu țesătură) este cu mult mai scăzută decât controlul calității lamelelor prefabricate în fabrică.
Cu toate acestea, se poate face o comparație între rezistența la rupere și coeficientul ambelor sisteme, prin ajustarea lor cu coeficientul de siguranță al materialelor (sugerate prin buletinul FIB. Nr. 14), având în vedere că rezistența la rupere este deja clar calculată. Calculele sunt prezentate în Tabelul 5.4.
În multe cazuri se poate diversifica lățimea benzilor de FRP în comparație cu numărul de inserții (folosirea unor lățimi mai mari pentru sisteme cu o grosime mai mică și vice versa). În aceste cazuri calculele echivalente pentru rigiditate nu vor furniza întotdeauna contribuții egale la rezistența unui element. În general, sistemele FRP mai subțiri (tf mai scăzut) și mai late (wf mai ridicat) vor furniza un nivel mai ridicat de rezistență unui element datorită încărcărilor mai reduse ale lipirii. Echivalența exactă poate fi aflată doar prin calcule complete pentru fiecare sistem (de exemplu conform Comitetului ACI 440)
Tabelul 5.4. Comparație între rezistența la rupere și coeficientul ambelor sisteme
Durabilitate pe termen lung a FRP
Consolidarea făcută folosind fibre de carbon, corect aplicate, par să fie la fel de costisitoare ca un sistem clasic, dacă luăm în calcul faptul că durata de viață a consolidărilor cu fibre de carbon este mai mare decât durata de viață a unei consolidari clasice.
Atât durabilitatea fibrelor de carbon, cât și a betoanelor sunt cunoscute. Cu toate acestea durabilitatea sistemului în sine, fibre de carbon aplicate pe beton, ridică anumite semne de întrebare, întrucât liprirea fibrelor de carbon pe elemente de consolidat depinde de foarte mulți factori:
condiții existente ale substratului;
pregătirea substratului;
calitatea fibrelor de carbon folosite;
calitatea aplicării fibrelor de carbon ;
durabilitatea rășinii.
Bazele teoretice
În secțiunea următoare se poate observa că procedurile de proiectare limitează deformarea la materialele FRP. Așadar, materialele nu ajung la limita lor de rupere.
Starea limita ultimă, nu ar trebui să fie un criteriu de comparație între cele două sisteme.
Când se iau în considerare diferite sisteme de materiale FRP pentru o anumită utilizare sistemele FRP ar trebui comparate doar pe baza rigidității echivalente. În plus, fiecare sistem FRP observat ar trebui să poată dezvolta nivelul de rezistenta asociat cu nivelul de deformare efectiv cerut de utilizare fără sa apara fenomenul de rupere, εfu> εfe.
Elementele din beton armat, cum ar fi grinzile, diafragmele și stâlpii, pot fi consolidate la încovoieri prin utilizarea materialelor pe baza de fibre de carbon, aplicate cu substanțe epoxidice pe suprafețele elementelor de consolidat, fibrele fiind dispuse paralel cu direcția eforturilor care solicită respectivele elemente (cu axa elementelor de consolidat).
Calculele prezentate in cele ce urmează sunt efectuate pe baza stării limite ultime (SLU), cât și stării limită de serviciu (SLS).
Starea limita ultimă
Calculul pentru consolidarea structurii, pleacă de la următoarele premize:
Betonul cedează în zona comprimată, datorită intrării armăturii în zona de curgere;
Datorită creșterii solicitărilor, armătura atinge palierul de curgere, armătura pe bază de fibre de carbon aplicată la exterior atingând o deformare limită εf,lim (mod simplificat de a trata dezlipirea fibrelor de carbon, în zonele solicitate la încovoiere – de exemplu la jumătatea deschiderii grinzilor).
Într-o primă etapă, trebuie stabilită deformația inițială
εo, – deformația elementului la momentul deschiderii.
Deformația inițială este rezultatul acțiunii unor solicitări permanente asupra elementului de consolidat – de exemplu greutatea proprie. Momentele și recțiunile în diferite secțiuni ale elementului pot fi stabilite pe baza ecuațiilor de echilibru.
Pentru exemplul din Fig. 5.8. rezultatele sunt prezentate mai jos.
Ecuații de echilibru forțe (situația a):
(5.1)
Ecuatii echilibrul momente (situație inițială):
(5.2)
unde xo reprezintă înălțimea zonei comprimate și fs1, fs2 reprezintă forțțele care solicită armăturile întinse, respectiv cele comprimate.
Figura 5.8. Situația inițială – abordarea în bloc a încărcării echivalente:
acțiunea momentului Mo în timpul consolidării rezultă în dezvoltarea unei deformări inițiale εo la fibra de beton întinsă la maximum
(5.3)
(5.4)
În ecuațiile sus mentionate fck reprezintă rezistența caracteristică a betonului, fyd reprezintă efortul care determină curgerea armăturii, iar α, k sunt coeficienții care determină locul și intensitatea tensiunii care rezultă în blocul comprimat de beton. Acești coeficienți depind de deformarea maximă a betonului comprimat, εco.
(5.5)
(5.6)
Din soluția numerică a ecuațiilor (5.1) și (5.2) se calculează deformarea maximă a betonului comprimat, εco, și înălțimea zonei de beton comprimată xo. În final deformarea inițială este dată de:
(5.7)
Odată stabilită deformația εco, analiza secțiunii critice se face pe baza fig. 5.9., schemă care, descrie comportarea respectivei secțiuni în starea limită ultimă ( S.L.U.).
Figura 5.9. Analiza secțiunii transversale dreptunghiulare (profilul deformării și forțele interne) pentru SLU la încovoiere
Echilibrul forțelor interne:
(5.8)
Momentul la care va rezista secțiunea:
(5.9)
unde Af, Ef și εf reprezintă suprafața secțiunii transversale, modulul elastic și respectiv deformarea armăturii FRP. Deformarea FRP și încărcarea la capătul superior al armăturii de oțel sunt date sub forma deformațiilor maxime ale betonului comprimat εco, și prin inălțimea secțiunii de beton comprimate.
(5.10)
(5.11)
De remarcat faptul că coeficienții α și k în ecuațiile (5.8) și (5.9.) sunt aceiași ca și mai devreme, la ecuațiile (5.5.) și 5.6.), cu εco înlocuit de εc.
Soluția ecuațiilor (5.8.) și (5.9.) este reprezentată numeric prin repetiții, extrăgând secțiunea transversală Af a FRP necesare.
Starea limita de serviciu
Pentru SLS analiza secțiunii transversale critice se face în conformitate cu EC2, pentru cele două izpoteze posibile de încărcare: încărcare temporară și încărcare cvasi-permanentă.
În cazul încărcării temporare calculele se fac ca și în cazul SLS, cu următoarele modificări:
0,85fcd în ecuația (5.8) și în Fig. 5.9. este înlocuit de fck;
Mrd este înlocuit de momentul activ (în combinație cu încărcarea temporară) Mser,r;
fyd (efortul de întindere oțel) este înlocuit cu fs1;
limitele tensiunii sunt fs1<= 0,8fyk (pentru oțel) și σc <= 0,6fck, unde încărcarea betonului este dată de următoare relație tensiune-deformare a betonului (pentru εc mai mic de 0,002):
(5.12)
În cazul încărcării cvasi-permanente calculele se fac ca și în cazul SLU, dar cu următoarele modificări:
0,85fcd în ecuația (5.8.) și în Fig. 5.9. este înlocuit de fck;
Mrd este înlocuit de momentul activ (în combinație cu încărcarea cvasi-permanentă) Mser,q-p;
fyd (efortul de întindere oțel) este înlocuit cu fs1;
εc în ecuațiile (5.5) – (5.6) este înlocuit cu εc/ (1+φ), unde φ este coeficientul de curgere;
limitele tensiunii sunt fs1<= 0,8fyk (pentru oțel) și σc <= 0,45fck, unde încărcarea betonului este dată de ecuația (5.12), unde εc este înlocuit de εc/ (1+φ).
Verificarea lipirii
Pentru dimensiunile stabilite pentru utilizatori ale geometriei secțiunii transversale a FRP (n benzi de lățime bf și grosime tf aranjate în m straturi, n/m trebuie să fie un număr întreg dacă m > 1) programul calculează forța maximă, Nbd,max care poate fi suportată de numărul total de benzi și lungimea asociată a lipiturii, lbd,max, înainte ca dezlipirea armăturii externe să înceapă la capete (suprafața de ancorare), vezi Fig. 5.10. Aceste calcule se bazează pe următoarele ecuații:
(5.13)
(5.14)
(5.15)
Unde:
b = lățimea grinzii [de remarcat că b/(n/m) este egal cu spațierea benzilor dacă numărul de straturi >1]
fctd = valoarea proiectată a rezistenței de rupere la întindere a substratului în N/mm2, mai exact rezistența de rupere la întindere a betonului lângă suprafață
lbd,max este în mm, Nbd,max este în N, bf și tf sunt în mm, Ef este în N/mm2.
Figura 5.10. Infășurătoare momentului de încovoiere și definirea lungimii lipirii corespunzătoare secțiunii A
La fiecare secțiune transversală (de exemplu A) ecuațiile de echilibru și compatibilitate a deformării dau forța de întindere Nfd,A a fiecărei benzi. Dacă această forță nu depășește Nbd,max, atunci se verifică lipirea, mai exact nu este prevăzută nereușita ancorării, cu condiția ca lungimea corespunzătoare a lipiturii lbd să fie utilizabilă. Lungimea lipiturii corespunzătoare lui Nfd,A se calculează după cum urmează:
(5.16)
După cum s-a menționat mai sus, Nfd,A reprezintă forța de întindere efectuată de FRP. Aceasta se calculează prin înmulțirea suprafeței secțiunii transversale A cu produsul deformării temporare a modulului de elasticitate, Efεf, unde εf este rezultatul dîntre echilibrul secțiunii transversale și compatibilitate. Ecuațiile în acest caz sunt identice cu cele folosite la SLS, cu condiția ca armătura de oțel sub încărcare să nu poată ceda. Așadar, se aplică aceleași formule ca la SLS, unde:
Mrd este înlocuit de valoarea de proiectare a momentului de încovoiere care acționează în secțiunea A, Msd,A;
fyd este înlocuit de fsd1;
εo este aproximativ egal cu cel care îi corespunde lui Mo, înmulțit cu factorul de reducere (Msd,A / Msd). Putem lua in considerare faptul ca momentul de încovoiere în timpul consolidării secțiunii transversale A, Mo,A, este egal cu Mo (care acționează în secțiunea critică) împărțit la factorul Msd,A / Msd (de remarcat că Msd acționează în secțiunea critică).
În concluzie consolidarea construcțiilor existente nu numai că permite păstrarea supleții structurilor mai ales în cazul clădirilor clasificate ca și monumente, ci oferă și posibilitatea manipulării ușoare și aplicarea soluției de consolidare într-un timp relativ scurt. Costul consolidării cu materiale compozite a unei construcții este redus, intervenția presupunând foarte puțin deranj și o manoperă mult mai ieftină, comparativ cu metoda tradițională, chiar dacă prețul pe unitatea de produs poate fi uneori mai ridicat. Astfel, punând în balanță costurile totale (material și manoperă) ale unei consolidări clasice și pe cele ale unei consolidări cu fibre de carbon sau de sticlă, aplicarea tehnicilor moderne cu fibre este în majoritatea cazurilor mai ieftină.
Reabilitarea structurilor din zidărie și beton armat cu elemente din oțel
Acest paragraf își propune o trecere în revistă a unor soluții inovative de reabilitare a structurilor existente din zidărie și beton armat folosind elemente metalice.
În analizarea structurilor cu pereți portanți din zidărie au fost studiate două soluții de consolidare; prima, bazată pe placarea pereților de zidărie cu plăci din Oțel și/sau aluminiu (SSP/ASP) prin intermediul unor ancore chimice sau tiranți pretensionați, iar cea de-a doua, constă în lipirea cu ajutorul rășinilor epoxy a unor țesături metalice (SWM), tehnologie similară cu cea bazată pe FRP. Consolidarea structurilor în cadre de beton s-a făcut cu ajutorul contravântuirilor cu flambaj împiedicat (BRB). Capitolul de față prezintă atât rezultatele încercărilor experimentale și ale simulărilor numerice, cât și aspecte legate de tehnologia și punerea în operă a acestor soluții. Soluțiile prezentate au fost propuse și studiate în cadru a două programe de cercetare europene, și anume FP6 PROHITECH, respectiv RFCS STEELRETRO.
Știut fiind faptul că România este o țară cu un grad ridicat de seismicitate, încă înainte de 1963 a fost introdus primul standard seismic cu caracter obligatoriu, structurile din beton armat sau zidarie fiind dimensionate să reziste la încărcările din gruparea fundamentală de încărcări (preponderent încărcări gravitationale, încărcări din vânt). Drept urmare, marea majoritate a clădirilor dimensionate înainte de aceasta perioadă necesitau o evaluare amanunțită urmată de necesitatea adoptării unor măsuri de consolidare.
Mare parte dîntre clădirile existente, care erau situate în zone cu activitate seismică, construite și proiectate fără respectarea principilor de proiectare antiseismică și afectate de trecerea anilor, atât de intervenții succesive asupra structurii de rezistență cât și de cutremurele care au avut loc, se găsesc astăzi într- o stare avansată de degradare, prezentând un risc seismic ridicat.
Datorită riscului seismic al clădirilor istorice, se impune implementarea și perfecționarea de noi sisteme care să ofere soluții atât la problemele structurale cât si la cele de ordin arhitectural. În această situație, este de luat în calcul posibilitatea îndepărtării unui sistem de consolidare atunci când acest lucru se impune.
Soluția propusă în asemenea situații a fost consolidarea bazată pe utilizarea elementelor metalice, care pot fi proiectate și realizate astfel încât să fie reversibile.
5.5.1. Utilizarea materialelor metalice
Oțelul, datorită formelor variate în care se comercializează – profile laminate la cald sau obținute prin îndoire la rece, platbande plane sau amprentate, secțiuni tubulare, I, H etc. și a gamei diversificate de caracteristici mecanice – prezintă o flexibilitate deosebită, fiind în măsură să rezolve majoritatea problemelor de consolidare.
Paleta largă oferită de utilizarea oțelului este utilă, pornind de la o simplă intervenție de consolidare efectuată pe un singur element structural până la restaurarea întregului ansamblu structural, având ca effect rezistența mărită la seism al structurii.
Pe teritoriul țării noastre, aflată într-o zonă seismică dificilă, problema restaurării statice a construcțiilor este mai delicată, impunând necesitatea oferirii structurilor a unei rezistențe suficientă în cazul unor mișcări seismice. Nu în ultimul rând, se impune recuperarea rapidă și eficientă a clădirilor afectate de seism și a refacerii socio-urbanistice a zonei afectate.
În concluzie, soluția optimă în situația consolidării structurilor din zidărie sau beton armat, pentru respectarea dezideratelor privind reversibilitatea și exploatarea la maxim a proprietățiilor diveselor materiale, o reprezintă utilizarea elementelor metalice.
Avantajele evidente ale utilizării elementelor metalice sunt: claritatea formei, expresivitate figurativă, prefabricate de diverse forme, dimensiuni, reversibilitate, rezistența mecanică ridicată, izotropia mecanică, dimensiuni și greutate redusă, ușurința în transport, punere în operă rapidă, manevrabilitate în spații reduse, lucrabilitate, disponibilitate comercială, caracteristici mecanice, reciclabilitate.
Aspecte tehnologice privind soluțiile de consolidare
5.6.1. Structuri de zidărie
Construcțiile din zidărie au în Europa cea mai largă răspândire, de la case rezidențiale până la spitale, școli sau clădiri istorice. Structurile de zidărie, datorită rezistenței scăzute, a ductilității și capacității reduse de deformare, au o comportare necorespunzătoare la acțiuni seismice.
Având rigiditate și greutate mare, aceste structuri sunt supuse la forțe seismice considerabile.
În cadrul cercetărilor, au fost propuse două soluții inovatoare pentru consolidarea structurilor cu pereți de zidărie. Aceste tehnici au fost investigate în cadrul proiectului UE FP6 PROHITECH. Prima tehnică constă în placarea pereților de zidărie cu plăci de oțel (SSP) sau aluminiu (ASP), pe ambele părți sau pe o singură parte.
Plăcile metalice sunt prinse cu ajutorul tiranților pretensionați (PT) sau a ancorelor chimice (CA) (vezi Fig. 5.11.).
Figura 5.11. (a) Soluția de consolidare propusă; (b) prinderea chimică
Ceea de-a doua tehnică este inspirată din soluția bazată pe materiale compozite (FRP), și constă în aplicarea unei plase de sârmă de oțel, zincată sau inoxidabilă (SWM), lipită cu rășină epoxidică pe perete de zidărie. Investigarea acestor tehnici de consolidare a fost făcută în situația aplicării lor în cazul pereților de zidărie, dar pot fi folosite și în cazul diafragmelor slab armate din beton.
Urmărind modul de cedare în plan a panourilor de zidărie (vezi Fig. 5.12), se poate stabili modul de dispunere a sistemului pentru a obține un aport maxim la creșterea rezistenței și la îmbunătățirea comportamentului structurii. Datorită faptului că soluția este aplicată în premieră, nu sunt de neglijat aspectele tehnologice legate de modul de realizare (vezi Fig. 5.13).
Figura 5.12. (a) Zonele critice ale unui panou de zidărie cu goluri IAEE/NICEE (2004); (b) modul de aplicare al sistemului
Figura 5.13. Etapele aplicării țesăturilor metalice
5.6.2. Structuri în cadre de beton armat
În cadrul programului RFCS STEELRETRO a fost studiată o soluție de reabilitare a structurilor în cadre de beton armat folosind contravântuiri cu flambaj împiedicat (BRB) dispuse în V.
Prinderea contravântuirilor disipative de cadrele de beton armat s-a realizat direct, fără introducerea unor elemente interioare aditionale, prin intermediul unor dispozitive mecanice alcatuite din plăci de capăt prinse de elementul de beton cu ajutorul unor tirați pretensionați.
Metoda de validare experimentală a acestui sistem a decurs astfel:
s-a izolat un cadru de b.a. dintr-o cladire reală, proiectată înainte de 1963. Detaliile de armare pentru cadre s-au bazat pe prevederile și practica din acea perioadă. Comparativ cu prevederile actuale, acestea sunt considerate neadecvate deoarece armăturile au o lungime insuficientă de ancoraj, utilizează armături netede în loc de armături striate iar distanța dîntre etrieri este destul de mare (15 cm la stâlpi, 25 cm la grinzi).
Figura 5.14. Schema de principiu și detaliile de prindere pentru soluția de reabilitare cu contravântuiri BRB (a) și alcătuirea constructivă a contravântuirii (b)
Au fost construite in total 4 cadre de b.a., dîntre care 2 cadre fară contravântuiri și două cadre cu contravântuiri, care au fost încercate monoton și ciclic (Fig. 5.14.a). Contravântuirea folosită a fost proiectată și executată în cadrul Centrului de Cercetare CEMSIG din cadrul Universității “Politehnica” din Timișoara. Aceasta este alcătuită dintr-o platbandă de oțel S275 (fy = 275 N/mm2, fu = 400 N/mm2, A% = 34%) introdusă într-un tub de oțel (țeavă pătrată din oțel S275, 4 mm grosime) umplută apoi cu beton C40/50.
Inima a fost împărțită în 3 zone: zona de prindere, zona de tranziție și zona activă (Fig. 5.14.b). Pentru prevenirea frecării dîntre beton și platbanda de oțel, s-a folosit folie de polietilenă de 1 mm grosime, ca material de interfață.
5.6.3. Investigarea soluțiilor de placare a zidăriei
Testele experimentale au fost efectuate în laboratorul CEMSIG (director Prof. Dan Dubina) din cadrul Departamentului de Construcții Metalice și Mecanica Construcțiilor și în laboratorul CESMAST (director Prof. Valeriu Stoian), din cadrul Departamentului de Construcții Civile, Industriale și Agricole din cadrul Universității "Politehnica" din Timișoara.
Activitatea experimentală a inclus: teste de material pe plăci de oțel și aluminiu, pe sârme zincate și sârme din oțel inoxidabil, pe țesături metalice, și pe componente ale zidăriei, mortar, cărămidă; teste pe 42 specimene mici (500 x 500 x 250 mm), în scopul de a calibra conexiunea cu ancore chimice (CA) și tiranti pretensionați (PT); 22 teste pe specimene mari (1500 x 1500 x 250), în condiții de încărcare monotone și ciclice (vezi Fig. 5.15).
Figura 5.15. Stand pentru incercarea (a) prinderii cu CA si PT
(b) plasa metalica SWM (c) specimene mari
Rezultate experimentale
Figura 5.16. Modul de cedare al specimenelor mari
Modul de cedare prin forfecare diagonală a fost observată pentru toate specimenele, atât în condiții de încărcare monotonă cât și ciclică. S-au observat fisuri orizontale la partea inferioară a peretelui, împreună cu zdrobirea colțului opus (vezi Fig. 5.16). Toate aceste mecanisme de cedare demonstrează că sistemele consolidare au forțat perete de zidarie să-și activeze întrega sa capacitate portantă și de deformare.
Soluțiile de consolidare propuse SWM sunt o alternativă la tehnologia de consolidare bazată pe utilizarea FRP, însă permit creșterea ductilității fără a crește rigiditatea peretelui. S-a ajuns la concluzia că plăcile metalice (SP), în principal, duc la creșterea ductilității, în timp ce țesăturile de sârmă (WM), cresc rezistența. Ambele tehnici sunt mai eficiente atunci când sunt aplicate pe ambele fețe. Prinderea cu ajutorul tiranților pretensionați pare a fi mai eficientă și specimenele consolidate cu plăci de aluminiu (ASP) au demonstrat un comportament mai bun. Sistemele propuse de consolidare au fost confirmate.
5.6.4. Investigarea soluțiilor de contravântuire a cadrelor din b.a.
Fig. 5.17.a prezintă curba forță-deplasare pentru cadrul inițial de b.a. în comparație cu cadrul reabilitat cu sistemul BRB. Eficiența reabilitării seismice a cadrului de b.a. este confirmată de creșterea rigidității și a rezistenței.
Figura 5.17. a) Rezultate experimentale pentru cadrul simplu de b.a și pentru cadrul cu contravantuiri, incercarea monotona;
b) Evaluarea deplasarii la curgere, Dy, pentru cadrul cu contravantuiri
Pentru încercările ciclice s-a aplicat protocolul de încărcare ECCS. Acest protocol a fost adaptat prin folosirea unui singur ciclu de încărcare la Dy/4, 2xDy/4, 3xDy/4 și Dy, urmat de trei repetări ale ciclurilor crescute cu 0.5Dy (1.5Dy, 2Dy).
În urma încercării ciclice pe cadrul de b.a. reabilitat cu contravantuiri BRB, deplasarea ultimă Du corespunde cedării contravantuirii la întindere iar deplasarea de curgere Dy corespunde modificării bruște a rigidității elastice. Astfel, Dy are valorile de 11mm și respectiv 20 mm.
Figura 5.18. a) Cadrul de b.a cu contravântuiri dupa testul ciclic;
b) vederi cu îmbinările cu grinda țâși stâlpul după încercare
Pe baza valorilor obținute, factorul de comportare q pentru cadrul de b.a. reabilitat cu sistemul CFI are o valoare de 4,2. Totuși, pentru o mai bună estimare a factorului q, s-a considerat și metoda propusă de ECCS pentru obținerea deplasării de curgere. Pentru definire a înfășurătorii, s-au utilizat rezultatele obținute în cel de-al treilea ciclu.
5.7. Concluzii
Soluțiile de consolidare au fost investigate complet, în cadrul Facultății de Construcții din Timișoara, pornind de la conceperea lor, stabilirea modalităților tehnologice de punere în operă, derularea programului experimental și de simulare numerică, cu sprijinul finanțării a două programe de cercetare europene, și anume FP6 PROHITECH și RFCS Steelretro. Rezultatele acestor proiecte s-au concretizat prin două teze de doctorat și anume "Seismic retrofitting techniques based on metallic materials of RC and/or masonry buildings" a d-nului dr. ing. Adrian Dogariu și "Dual frame systems of buckling restrained braces" a d-nul dr. ing. Sorin Bordea. Toate soluțiile de consolidare și-au dovedit eficiența și se pretează pentru aplicarea lor în conformitate cu principiile proiectării bazate pe criterii de performanță.
CAPITOLUL 6
STUDII ȘI CERCETĂRI COMPARATIVE PRIVIND PROIECTAREA ȘI REABILITAREA CONSTRUCȚIILOR CIVILE ȘI INDUSTRIALE
Rezumat
În capitolul de față, sunt prezentate următoarele studii de caz abordate: Studiu privind optimizarea energetică a reabilitării structurii de rezistență a turnului de însăcuire din incinta S.C. Zahărul Diamant S.A. Oradea, Studiu privind optimizarea energetică a halei metalice S.C. Ferrara S.R.L. Oradea prin schimbarea schemei statice a structurii, Expertiza tehnică având ca obiectiv ,,Extindere clădire existentă de TIP P + Ep, cu un corp nou de clădire alipită de TIP P +Ep-”, din str. Matei Corvin nr 26, Loc. Oradea jud. Bihor, în vederea extinderii, fiind descrise detaliile de execuție a reabilitării structurii de rezistență cu materiale energointensive eficiente propuse, precum și evidențierea eficienței energetice a reabilitării structurilor cu fibre din carbon prin reducerea energiei înglobate și calcularea indicelui de sustenabilitate.
În continuare, sunt detaliate metodele de Optimizarea energetică prin schimbarea schemei statice în vederea reducerii consumului de energie înglobată în urma consumului mai mic de materiale energointensive, precum și Detaliile de execuție a variantei optime din punct de vedere energetic proiectate prin schimbarea schemei statice.
CUPRINS
6.1. Studiu privind optimizarea energetică a reabilitării structurii de rezistență a turnului de însăcuire din incinta S.C. Zahărul Diamant S.A. Oradea
6.1.1. Date generale
Clădirea a fost proiectată în anul 1967 de Institutul de Proiectare IPIA București. Execuția clădirii se poate considera anul 1968.
Structura de rezistenta este pe cadre din beton armat dispuse pe ambele direcții.
Infrastructura: fundații izolate rigide sub stâlpi și grinzi de fundații sub pereții de la cota ±0,00.
Acoperiș de tip terasă necirculabilă la +24,00 și parțial la cota +20,23.
Figura 6.1. Clădirea S.C. ZAHĂRUL DIAMANT S.A. ORADEA
Fațada principală – Faza inițială
În arhivă s-au găsit o parte din proiectul IPIA în care au existat date suficiente în vederea calculelor momentelor capabile: la grinzile de cadre și stâlpi, la plăcile planșeelor, la grinzile secundare ale planșeelor. De asemenea s-a găsit o expertiză tehnică din anul 1988 executată de ISPCAIA București, prin care s-a verificat capacitatea portantă a planșeelor de la +15,13 și +20,13 ca urmare a montării unui cântar suplimentar în fluxul tehnologic, fără calcule la seism etc., care astăzi sunt obligatorii la cădirile unde se fac intervenții cauzate de tehnologii noi.
Referitor la terenul de fundare se cunoaște că terenul bun de fundare este alcătuit din pietriș cu o capacitate portantă pconv=300 kPa (în memoriul de rezistență al proiectului inițial σt=3,00 kgf/cm2). Cota de fundare -4,45 fata de ±0,00. Fundațiile izolate sub stâlpi, grinzi de fundații sub pereții de la parter. Cuzinetul începe la cota de -1,40. Ca urmare, fundația cu cuzinet are o înălțime de 3,05m.
Motivația și obiectul expertizei
Clădirea proiectată și executată în anii 1967-1968 nu corespunde prescripțiilor tehnice în vigoare la data prezentei.
În anul 2014 s-au achiziționat două sortatoare pentru cota +15,13 de la firma JÖST GmbH & Co. KG (vibrating screen SRD 1600×3500). Ca urmare, s-au făcut intervenții la cota+15,13 pentru rezemarea sortatoarelor, iar la cota +20,23 pentru montarea distribuitoarelor. Aceste intervenții constau din spargeri parțiale din placa de beton la cele două cote, refacerea accesului între cele două cote și extinderea ultimului nivel (vezi in poza) pe o structura metalica ușoară cu panouri sandwich pentru a se crea spațiul necesar noului distribuitor.
După punerea în funcțiune a sortatoarelor, se constată vibrații în structura de rezistență a clădirii, foarte mari la cota +15,13 și de intensități mai mici la nivelurile inferioare și adiacente (ca urmare a amortizării vibrațiilor prin beton (structura de rezistență fiind cadre de beton armat). Elementele nestructurale (pereții din zidărie de BCA de 25 cm grosime, de umplutură și de compartimentare sunt fisurate, iar geamurile din policarbonat ale ferestrelor sunt crăpate și rupte.
S-a constatat faptul că, pentru poziționarea celor două sortatoare de la cota +15,13 și a distribuitorului de la cota +20,23, proiectat de SC Proiect – Evcont SRL Oradea (proiectantul pentru Soluția de fixare a sortatoarelor și a distribuitorului), s-a prevăzut câte un batiu din profile metalice HEA 200, care reazemă pe placa planșeului, iar între batiuri și placa de deasupra grinzilor din beton armat ale planșeului, plăci din plumb. Nu s-a efectuat expertizarea tehnică a clădirii și nici analiza dinamică pentru forțele dinamice date în cartea tehnică a utilajului.
Figura 6.2. Fațada laterală – fisuri în pereții din zidărie de BCA de 25 cm grosime, de umplutură și de compartimentare, iar geamurile din policarbonat ale ferestrelor sunt crăpate și rupte.
Metodologia de expertizare folosită este cea prevăzută de “Codul de proiectare seismică – PARTEA A III-A – Prevederi pentru evaluarea seismică a clădirilor existente”, indicativ P 100-3/2008.
Figura 6.3. Vibrating Screen SRD 1600×3500
Prezentarea clădirii existente
Date generale privind clădirea
Clădirea a fost proiectată în anul 1967 la Institutul de Proiectare IPIA București. iar execuția clădirii s-a făcut în anul 1998.
Structura de rezistență este alcătuită din cadre de beton armat dispuse pe ambele direcții. Cadrele transversale cu trei deschideri din axele F, E, D, C au deschiderile de 1×6,00m+2×4,50m iar cadrele longitudinale cu trei deschideri din ax 11’, ax 12”, ax 13’, ax 14’ au travee de 3×4,00m. Partea de clădire între axele 11’ – 12”, cu deschiderea de 1×6,00m pe cele trei travee are destinația de casă de scară, vestiare, grupuri sanitare, existând planșee din beton armat la cOțele +4,23; +8,42; +12,63 și acoperiș la +20,23.
Partea de clădire între axele 12”- 13’- 14’, cu deschiderea de 2×4,50m pe cele trei travee are destinația de secție de însăcuire, existând planșee din beton armat la cotele +12,63; +15,13; +20,23 (placa de la +20,23 este parțial planșeu intermediar și parțial acoperiș) și acoperiș la +24,00m.
În această parte a clădirii, între cotele +7,82 și +12,63, există 6 buncăre din beton armat cu grosimea pereților de 15cm iar la intersecții, colturi, ramificații, îngroșări sub formă de vute (ca niște stâlpi care rigidizează pereții din beton armat); rezemarea buncărelor se face în aceste puncte pe stâlpi cu dimensiunea de 70x70cm între cota de +7,82 si -1,40 (cota cuzineților fundațiilor izolate).
La cota de +8,42, pornesc din punctele amintite stâlpi de 50×50 care se continuă până la acoperiș. Ultimul nivel între +20,23 si +24,00 este un nivel parțial restrâns. La cota +20,23, pe cadrul din axul F reazemă o estacada, pe care se face aprovizionarea zahărului de la silozuri, silozuri care se găsesc pe o altă platformă a fabricii.
După importanță, ea face parte din clasa III (SR EN 1998-1:2004), iar din punct de vedere seismic amplasamentul este situat în zona cu ag = 0,15g și Tc = 0,7s conform P100/2013.
Fluxul tehnologic constă în primirea zahărului pe benzi de la estacadă, la cota de +20,23 unde există un distribuitor rezemat pe planșeu. Din acest distribuitor zahărul ajunge la două sortatoare amplasate la cota de +15,13, care sortează (similar cu un ciur) prin vibrare zahărul în trei sortimente, și zahărul sortat ajunge în cele șase buncăre care încep de la cota de +12,63 în jos. La cota ±0,00 zahărul este însăcuit. Există, alipită clădirii, o structură metalică prin care poate descărca zahăr vrac și în mașini (această structura este independentă).
Date privind starea fizică a clădirii
Starea tehnică a structurii de rezistență (cadrele de pe cele două direcții, planșeele, buncărele) este bună. Se constată însă urme că ar fi fost fisuri în grinzile de la cota +15,13, acolo unde, la rezemarea batiurilor celor două sortatoare, s-au executat perforări ale plăcilor din beton armat pe lângă grinzile din beton armat, și s-au introdus niște chingi din oțel beton pentru fixarea de plăcile metalice (circa 8 buc/ sortator), plăci de care s-au fixat batiurile din HEA 200, iar sub plăcile metalice, plăci din plumb.
Nu se constată tasări ale clădirii ca urmare a sarcinilor dinamice generate de sortatoare.
Pereții de închidere și de compartimentare prezintă fisuri/crăpături.
Vibrațiile produse de cele două sortatoare sunt deranjante: se simt vibrații ale pereților de la cota +15,13, cu precădere în axul 14’, la atingerea pereților cu palma. dar se simt vibrații de o intensitate mult mai mică și la stâlpi. Confortul este diminuat psihicul fiind afectat de nesiguranță.
Figura 6.4. Imagini cu starea fizică a clădirii
Evaluarea structurilor în conformitate cu codul P100-3/2008 (Extras din expertiza întocmită de subsemnatul împreună cu domnul Prof. dr. ing. Bob Corneliu)
Analiza cantitativă. Stabilirea nivelului de cunoaștere
Metoda de calcul permisă și valorile factorilor de încredere (CF) sunt determinate de nivelul de cunoaștere realizat. Conform Tabelului 1 din P100-3/2008 prezentat mai jos privind modul de stabilire a metodelor de calcul și a factorilor de încredere, s-a stabilit un nivel de cunoaștere limitată KL2. Au fost efectuate încercări nedistructive pe elemente de beton armat din structură.
Tabelul 6.1. Modul de stabilire a metodelor de calcul și a factorilor de încredere
Evaluarea calitativă detaliată a clădirilor din beton armat (B.3)
Stabilirea indicatorului R1
Condiții privind configurația structurii
Structura are o configurație geometrică neregulată în plan și elevație: sunt corpuri de clădire cu regim de înălțime diferit.
Condiții privind interacțiunile structurii
Există o structură din beton armat dar și o zonă cu diafragme de beton armat care reprezintă spațiul destinat buncărelor.
Condiții privind alcătuirea (armarea) elementelor structurale
Rezistența la forță tăietoare nu este asigurată. Armarea transversală nu este suficientă în zonele critice ale grinzilor și stâlpilor.
Condiții referitoare la planșee
Sunt goluri în planșee care nu sunt bordate.
Tabelul 6.2. Lista de condiții pentru structuri de beton armat în cazul aplicării metodologiilor de nivel 2 și 3
Sursa: https://vdokumen.com/raport-de-expertiza-tehnica-cid-liceu.html
https://dokumen.tips/documents/expertiza-model.html
Evaluarea stării de degradare a elementelor structurale
Degradări produse de acțiunea cutremurului
Degradări în pereții nestructurali datorită vibrațiilor
Degradări produse de încărcările verticale
Fisuri în grinzi la cota + 15.13 m.
Degradări produse de încărcarea prin deformații (tasarea reazemelor, contracții, acțiunea temperaturii, curgerea lentă a betonului).
Nu sunt
Degradări produse de o execuție defectuoasă (beton segregat, rosturi de lucru incorecte etc.).
Nu sunt
(v) Degradări produse de factori de mediu: îngheț-dezgheț, agenți corozivi chimici sau biologici etc., asupra:
-betonului
– armăturii de oțel (inclusiv asupra proprietăților de aderență ale acesteia)
Nu sunt
Evaluarea stării de degradare a elementelor structurale se face pe baza punctajului dat în Tabelul 6.3. pentru diferitele tipuri de degradare identificate.
Sursa: https://vdokumen.com/raport-de-expertiza-tehnica-cid-liceu.html
https://documents.tips/documents/expertiza-oltenitei.html
Tabelul 6.3. Starea de degradare a elementelor structurale
Evaluarea prin calcul a siguranței clădirilor din beton
Stabilirea indicatorului R3
Conform Codului de proiectare seismică – PARTEA A III-A – Prevederi pentru evaluarea seismică a clădirilor existente”, indicativ P 100-3/2008, evaluarea seismică prin calcul a unei clădiri se face prin determinarea gradului nominal de asigurare structurală seismică R3, care este raportul dîntre sarcina capabilă a clădirii și sarcina seismică de cod. Dacă valoarea lui R3 este mai mică decât 0,65, sunt obligatorii lucrări de intervenție prin care să se mărească valoarea acestuia. Mărimea R3 se determină pentru fiecare direcție principală a structurii verticale de rezistență.
Structura de rezistență s-a modelat în baza datelor găsite în arhivă și verificate la fața locului în programul de calcul structural AXIS VM 12. Secțiunile din beton la grinzi, stâlpi buncăre, planșee, goluri în planșee etc. conform cu datele din proiect și la fața locului. Betonul marca B200 din proiectul inițial s-a echivalat în calcule cu un beton C12/15 iar în urma încercărilor nedistructive efectuate la stâlpul din șirul C ax 13’, între cota +12.63 / +15.13, se constată următoarele rezultate referitoare la betonul din structură:
fck=13,01MPa
fcm=15,58MPa
Acest beton corespunde unui beton de clasa C12/15 deci în calculele statice și de analiză dinamică s-au folosit caracteristicile betonului fost marca B200, respectiv clasa de beton după Eurocod C12/15.
Figura 6.5. Structura spațială a clădirii obținută după modelare
Acțiunile au fost evaluate conform eurocodurilor în vigoare la data prezentei SR EN 1991-1; SR EN 1991-3; SR EN 1991-4; P100-2013; încărcări dinamice conform cărții tehnice JÖST GmbH & Co. KG (vibrating screen SRD 1600×3500).
Combinații dîntre acțiuni în SLU si SLS conform SR EN 1990.
S-a executat calculul static liniar, analiza modală, calcul seismic, iar pentru vibrațiile cauzate de sortatoare, și un calcul dinamic.
DEPLASĂRILE STRUCTURII
Deplasările orizontale maxime ale structurii din calculul static (seism cu ag=0,15g, Tc=0,7)
Deplasările pe direcția y la cota +20,23
eymin= – 144,632 mm; nodul 64 combinația 1855 SLU seismic
eymax= + 121,424 mm; nodul 64 combinația 1852 SLU seismic
Figura 6.6. Deplasările structurale ey cota +20,23 calcul static din seism
Deplasările pe direcția x la cota +20,23
exmin= – 127,804 mm; nodul 73 combinația 1855 SLU seismic
exmax= + 124,927 mm; nodul 61 combinația 1830 SLU seismic
Figura 6.7. Deplasările structurale ex cota +20,23 calcul static din seism
Deplasările pe direcția y la cota +15,13
eymin= – 135,717 mm; nodul 48 combinația 1855 SLU seismic
eymax= + 113,110 mm; nodul 48 combinația 1852 SLU seismic
Figura 6.8. Deplasările structurale ey cota +15,13 calcul static din seism
Deplasările pe direcția x la cota +15,13
exmin= – 119,988 mm; nodul 57 combinația 1855 SLU seismic
exmax= + 118,248 mm; nodul 45 combinația 1830 SLU seismic
Figura 6.9. Deplasările structurale ex cota +15,13 calcul static din seism
Deplasările pe direcția y la cota +12,63
eymin= – 132,442 mm; nodul 32 combinația 1855 SLU seismic
eymax= + 110,144 mm; nodul 32 combinația 1852 SLU seismic
Figura 6.10. Deplasările structurale ey cota +12,63 calcul static din seism
Deplasările pe direcția x la cota +12,63
exmin= – 117,754 mm; nodul 41 combinația 1855 SLU seismic
exmax= + 116,277 mm; nodul 29 combinația 1830 SLU seismic
Figura 6.11. Deplasările structurale ex cota +12,63 calcul static din seism
Verifcarea deplasărilor maxime la starea limită ultimă SLU/ULS
T1=1.536 sec (Mod 1 de vibrare)
c=1
(75.5%)
Deplasările orizontale maxime ale structurii din analiza dinamică (din forțele vibratoare cazul start/stop, pornire/oprire).
OBS. Analiza dinamica s-a făcut pentru combinația la care s-au obținut deplasările maxime din seism și anume combinația 1855 SLU seismic, iar încărcările dinamice conform temei date de firma producătoare a sortatorului JÖST după cum urmează:
Static: conf. planșa data de JÖST 0288532-70
F1 vert=21.400N; F2 vert=26.100N
Dinamic: conf. planșa data de JÖST 0288532-70
Vibrațiile sunt obținute prin funcționarea unui excitator JR606-50Hz, 1 buc/ sortator poz. 17 din planșa 0288532-70, iar efectul asupra structurii în urma amortizării parțiale cu amortizoare, pozițiile: 10-buc.4, 18-buc.8, 19-buc.8 , 20-buc.8, 21-buc.8, cu care este echipat sortatorul este dată în tabelul din planșa JÖST 0288532-70, care este tema pentru inginerul de rezistență după cum urmează:
Frecvența este de 1.000min-1 , adică 16,67Hz
F1 vert=±1.000N
F1 oriz=±500N
F2 vert=±1.000N
F2 oriz=±500N
Forțele F1-2buc/sortator și F2-2buc/sortator au punctele de aplicație reazemele sortatorului conform planșei date de JÖST 0288532-70.
Deplasările pe direcția y la cota +20,23
eymin= -25,173 mm; nodul 76
Figura 6.12. Deplasările structurale ey cota +20,23 calcul dinamic din utilaj pornire/oprire
Deplasările pe direcția x la cota +20,23
exmin= -5,604 mm; nodul 76
Figura 6.13. Deplasările structurale ex cota +20,23 calcul dinamic din utilaj pornire/oprire
Figura 6.14. Deplasările structurale ex cota +20,23 calcul dinamic din utilaj pornire/oprire
Deplasările pe direcția y la cota +15,13
eymin= -23,314 mm; nodul 60
Figura 6.15. Deplasările structurale ey cota +15,13 calcul dinamic din utilaj pornire/oprire
Deplasările pe direcția x la cota +15,13
exmax= + 5,055 mm; nodul 60
Figura 6.16. Deplasările structurale ex cota +15,13 calcul dinamic din utilaj pornire/oprire
Figura 6.17. Deplasările structurale ex cota +15,13 calcul dinamic din utilaj pornire/oprire
Deplasările pe direcția y la cota +12,63
eymin= -22,619 mm; nodul 44
Figura 6.18. Deplasările structurale ey cota +12,63 calcul dinamic din utilaj pornire/oprire
Figura 6.19. Deplasările structurale ey cota +12,63 calcul dinamic din utilaj pornire/oprire
Deplasările pe direcția x la cota +12,63
exmax= + 4,787 mm; nodul 30
exmin= – 4,947 mm; nodul 44
Figura 6.20. Deplasările structurale ex cota +12,63 calcul dinamic din utila pornire/oprire
Figura 6.21. Deplasările structurale ex cota +12,63 calcul dinamic din utilaj pornire/oprire
OBS: Din analizarea rezultatelor deplasărilor prezentate mai sus, rezultă că, din sarcinile dinamice, deplasarea maximă este de 5,74 de ori mai mica decât un seism modelat conf. P100-1/2013.
Deplasările maxime ale structurii din analiza dinamica (din forțele vibratoare cazul operating load, funcționare de serviciu).
Deplasările pe direcția y la cota +20,23
eymin= -23,317 mm; nodul 76
Figura 6.22. Deplasările structurale ey cota +20,23 calcul dinamic din utilaj – funcționare de serviciu
Figura 6.23. Deplasările structurale ey cota +20,23 calcul dinamic din utilaj – funcționare de serviciu
Ca urmare, în cele ce urmează, nu se vor da toate deplasările de la celelalte cote pe cele doua direcții orizontale, întrucât cazul de funcționare de serviciu are deplasări mai mici cu cca 7,37%.
DIAGRAMELE DE MOMENTE
CADRUL AX C- cadru marginal
Figura 6.24. Diagrama înfășurătoare My cadrul ax C, SLU seismic
Combinația 1835 SLU seismic este în stâlpul șir C- ax 12 la încastrarea în fundații:
Naf=2401 kN
Vyaf=12,17 kN
Vz af=164,4 kN
Mymax=983,06 kNm
Mz af= 55,41 kNm
Stâlpul are secțiunea de 70×70 beton B200, armat cu 20Ø20 PC52, etrierii perimetrali Ø8/20/10 și de tip octogon Ø8/20/10.
OBS: Etrierii sunt prevăzuți la 10 cm numai in zonele unde armaturile longitudinal sunt înnădite prin suprapunere.
Nu sunt armate corespunzător zonele plastic potențiale la stâlpi și grinzi de cadre.
CADRUL AX D- cadru intermediar
Figura 6.25. Diagrama înfășurătoare My cadrul ax D, SLU seismic
Combinația 1835 SLU seismic este la încastrarea în fundație a stâlpului șir D- ax 12
Naf=2832,36 kN
Vyaf=18,68 kN
Vz af=161,142 kN
Mymax=786,991 kNm
Mz af= 67,83 kNm
Stâlpul este cu secțiunea de 70×70, beton B200, armat cu 20Ø20 PC52, etrierii perimetrali Ø8/20/10 și de tip octogon Ø8/20/10.
OBS: etrierii sunt prevăzuți la 10 cm numai în zonele unde armăturile longitudinale sunt înnădite prin suprapunere.
Nu sunt armate corespunzător zonelor plastic potențiale la stâlpi și grinzi de cadre.
CADRUL AX E- cadru intermediar
Figura 6.26. Diagrama înfășurătoare My cadrul ax E, SLU seismic
Combinația 1850 SLU seismic este în stâlpul șir E- ax 12 la încastrarea în fundație:
Naf=3002,603 kN
Vyaf=341,987 kN
Vz af=167,097 kN
Mymax=812,861 kNm
Mz af= 1192,929 kNm
Stâlpul are secțiunea de 70×70, beton B200, armat cu 20Ø20 PC52, etrierii perimetrali Ø8/20/10 și de tip octogon Ø8/20/10.
OBS: etrierii sunt prevăzuți la 10 cm numai în zonele unde armăturile longitudinale sunt înnădite prin suprapunere.
Nu sunt armate corespunzător zonele plastic potențiale la stâlpii și grinzile cadrelor.
CADRUL AX F- cadru marginal
Figura 6.27. Diagrama înfășurătoare My cadrul ax F, SLU seismic
Combinația 1857 SLU seismic este în stâlpul sir F- ax 12 la încastrarea în fundație:
Naf=1790,537 kN
Vyaf=129,523 kN
Vz af=201,46 kN
Mymax=831,967 kNm
Mz af= 502,165 kNm
Stâlpul are secțiunea de 70×70, beton B200, armat cu 20Ø20 PC52, etrierii perimetrali Ø8/20/10 și de tip octogon Ø8/20/10.
OBS: etrierii sunt prevăzuți la 10 cm numai în zonele unde armăturile longitudinale sunt înnădite prin suprapunere.
Nu sunt armate corespunzător zonele plastic potențiale la stâlpii și grinzile cadrelor.
Combinația 847 SLU(a,b)este în stâlpul șir F- ax 12 între +8,42 și +12,63:
Naf=6191,48 kN
Vyaf=883,604 kN
Vz af=1921,273 kN
Mymax=1148,366 kNm
Mz af= 434,642 kNm
Acest stâlp este la intersecția pereților din beton armat (un colț de buncăr) și are secțiunea de 70×70, beton B200, armat cu 20Ø20 PC52, etrierii perimetrali Ø8/20/10 și de tip octogon Ø8/20/10.
OBS: etrierii sunt prevăzuți la 10 cm numai în zonele unde armăturile longitudinal sunt înnădite prin suprapunere.
Nu sunt armate corespunzător zonele plastic potențiale la stâlpii și grinzile cadrelor.
Verificări la eforturile maxime din acțiuni seismice
a). Verificarea la moment încovoietor maxim: Mmax=983.06 kNm
;
(88.8%)
b). Verificarea la forță tăietoare maximă: Vmax=342 kN
Calcul simplificat:
;
RSIV
6.1.5. Încadrarea în clasa de risc seismic
Încadrarea clădirii într-o anumită clasă de risc seismic se face pe baza celor trei indicatori care au făcut obiectul evaluării cf. pct. D.3. din P100-3/2008. Valorile celor trei indicatori, asociate claselor de risc seismic, sunt prezentate în tabelele de mai jos:
Tabelul 6.4. Valori ale indicatorului R1 asociate claselor de risc seismic
Tabelul 1.5. Valori ale indicatorului R2 asociate claselor de risc seismic
Tabelul 1.6. Valori ale indicatorului R3 asociate claselor de risc seismic
În consecința celor de mai sus se apreciază că, clădirea se încadrează în Clasa de risc seismic RsIII – construcții la care sunt așteptate degradări structurale care nu afectează semnificativ siguranța structurală.
6.1.6. Concluzii
În structură există o serie de degradări și vulnerabilități structurale, datorită atât concepției de proiectare din anul 1967, cât și acțiunii încărcărilor specifice apărute ulterior,cum ar fi:
armarea insuficientă cu armatură transversală a grinzilor și stâlpilor în zonele plastice potențiale;
fisuri în grinzile planșeului de la cota +15.13m, datorită rezemării sortatoarelor;
goluri tehnologice ne bordate în plăci;
zidăriile pereților de închidere și compartimentare prezintă fisuri/crăpături;
degradări ale tencuielilor interioare și exterioare;
vibrațiile produse de cele două sortatoare creează un puternic disconfort lucrătorilor din întreaga clădire, dar mai cu seamă celor aflați la nivelul 5.
Calculele efectuate în prezenta expertiză au scos în evidență faptul că, vibrațiile introduse în structura de beton armat reprezintă micro-seisme, care nu conduc la degradări structurale care să afecteze siguranța construcției: spre exemplu, deplasarea maximă din acțiunile dinamice este de 5,74 ori mai mică decât cea data de un seism de cod conf. P100-1/2013. Disconfortul creat de aceste vibrații se poate reduce prin realizarea punctului 4 cuprins în „Măsurile de intervenție”
Încercările nedistructive efectuate pe elementele din beton armat din structura expertizată au condus la identificarea unei clase minime de beton C12/15.
În consecința celor de mai sus, clădirea se încadrează în Clasa de risc seismic RsIII – construcții la care sunt așteptate degradări structurale care nu afectează semnificativ siguranța structurală.
6.2. Detalii de execuție a reabilitării structurii de rezistență cu materiale energointensive eficiente
6.2.1. Soluționarea reabilitărilor și consolidărilor în conformitate cu expertiza tehnică și normativele în vigoare
Structura de rezistență
Rigle de cadre
Riglele de cadre din axele F, C, 12” si 14’ cota +4.23 trebuie consolidate pentru preluarea momentelor din combinatiile SLU seismic, astfel incat sa se asigure ductilizarea capetelor de grinzi dupa cum urmeaza:
pregătirea strat suport prin slefuire diamantata (pana se vad agregatele din beton), desprăfuire;
aplicare de mortar epoxidic pe profilul metalic SIKA DUR 30, într-un strat de min. 3mm.;
aplicarea de mortar epoxidic SIKA DUR 30 pe stratul de beton (intrados grinda) min. 3 mm.;
zonele cu abateri se vor încărca corespunzător;
planeitate toleranța max. 5mm. la 2m.:
montarea de profile metalice, calculate ca fiind necesare pentru acoperirea diagramelor de momente din combinațiile SLU seismic (Mnecesar din calcul static cu ag=0.15g, Tc=0.7 sec. din care s-a scazut Mcapabil existent conform planșe de armare proiect inițial). S-au ales profile metalice din considerente de ductilitate în zonele plastic potențiale. Aceste profile sunt:
• IPN 280 Oțel S235 pentru riglele de cadre din axele F si C de la cota +4.23
• IPN 220 Oțel S235 pentru riglele de cadre ax12” si ax 14’ de la cota +4.23.
Montarea profilelor se va face prin strângere a grinzii din beton cu tije filetate M12 ancorate chimic pe o adâncime de min. 15 cm.
Asigurarea transmiterii ductile prin nod se va face cu tije filetate de înaltă rezistență pretensionate IP 2×4Ø36mm gr. 8.8.
cofrare sub profil cu rotunjire la colțuri
se vor lăsa orificii la partea superioară pentru a se putea turna mortarul expandabil SIKA GROUT 318
după decofrare se vor poziționa prin înfașurare de la extremități începând, țesături din fibre de carbon SIKA WRAP 230C în două straturi pe lungimile stabilite în planșe
străpungerea planșeelor și a pereților superiori se face prin găuri Ø20/30cm interax prin care se vor trece conectori din fibre de carbon SIKA WRAP 230C pentru asigurarea continuității infășurării
în zona nodurilor pentru conlucrarea orizontală se vor dispune 3 conectori, lațimea pânzei din care se execută conectorii 20-30cm.
La celelalte, riglele de cadre de la toate axele, toate nivelurile, se vor consolida capetele grinzilor astfel:
pregătirea stratului suport prin șlefuire diamantată (până se văd agregatele din beton), desprăfuire;
poziționarea prin înfașurare, de la extremități începând, a țesăturilor din fibre de carbon SIKA 230C, în două straturi, pe lungimile stabilite în planșe;
străpungerea planșeelor și a pereților superiori se face prin găuri Ø20/30cm interax prin care se vor trece conectori din fibre de carbon SIKA WRAP 230C pentru asigurarea continuității înfășurarii;
în zona nodurilor pentru conlucrarea orizontală se vor dispune 3 conectori, lațimea pânzei din care se execută conectorii 20-30cm.
Grinzile G14, G15 și 18×30 – buc. se vor consolida pe toată lungimea:
pregătirea stratului suport prin șlefuire diamantată (până se văd agregatele din beton), desprăfuire;
poziționare prin înfășurare de la extremități începând cu țesături din fibre de carbon SIKA 230C în două straturi pe toată lungimea;
străpungerea planșeului superior se face prin găuri Ø20/30cm interax prin care se vor trece conectori din fibre de carbon SIKA WRAP 230C pentru asigurarea continuității infășurării;
în zona nodurilor pentru conlucrarea orizontală se vor dispune 3 conectori, lațimea pânzei din care se execută conectorii 20-30cm.
Stâlpii de cadre
pregătirea stratului suport prin șlefuire diamantată (până se văd agregatele din beton), desprăfuire;
la toți stâlpii pe toate fețele se vor aplica lamele cu lățimea de 5 cm și grosimea de 1,2 mm din CARBODUR S512;
pentru realizarea confinării capetelor de stâlpi sus șsi jos se vor înfășura cu țesătură din fibre de carbon SIKA WRAP 230C, în două straturi la primele două nivele iar mai sus într-un strat;
continuitatea pe verticală se va face cu min. 2 conectori pe fiecare față de stâlp din SIKA WRAP 230C.
Pereții de umplutură fisurați
Pe zona fisurilor stg.+dr. 50+50cm (lățime totală 1.0 m) se îmbracă peretele pe ambele fețe cu SIKA WRAP 350GRID înglobat în mortarul SIKA MONOTOP 722, fibra se va duce până la intersecția cu strstructura din beton:
se vor prevedea 2-4 conectori/mp din fibre de carbon SIKA WRAP 230C;
fisurile se vor deschide, pentru a îndepărta materilele neaderante, se va spăla cu apă sub presiune, se vor chitui cu SIKA MONOTOP 412 și se va injecta gravitațional SIKA GROUT 311;
găurile se vor chitui.
Reazem neopren
Se vor monta sub plăcile metalice (dupa eliminarea plăcilor din plumb), reazeme din NEOPREN cu următoarea stratificație:
1.) partea inferioara placa rezistenta la uzura lipita de neopren
2.) strat inferior cu duritate de 65±5 Sh Aș
3.) miez cu duritate de 40 Sh Aș
4.) stratul superior cu duritate de 65±5 Sh Aș
5.) partea superioara protectie TPU 40
Grosimea totala 60-65 mm.
Acest produs a fost testat pentru caracteristicile sortatoarelor de la Zahărul Oradea de catre S.C. ARTERUBBER DISTRIBUTION S.R.L. TG. JIU.
6.2.2. Detalii de execuție pentru reabilitarea și consolidarea cu materiale energointensive eficiente a turnului de însăcuire
Figura 6.28. Plan cota +4.23
Figura 6.29. Plan cota +8.42
Figura 6.30. Plan cota +12.63
Figura 6.31. Plan cota +15.13
Figura 6.32. Plan cota +20.23
Figura 6.33. Plan cota +23.76/+24.00
Figura 6.34. Cadrul C2 ax E, ax D
Figura 6.35. Cadrul C1 ax F
Figura 6.36. Cadrul C1’ ax C
Figura 6.37. Cadrul C5 ax 11’
Figura 6.38. Cadrul C4 ax 12’’
Figura 6.39. Cadrul C6 ax 13
Figura 6.40. Cadrul C3 ax 14’
6.3. Studiu privind optimizarea energetică a halei metalice S.C. Ferrara S.R.L. Oradea prin schimbarea schemei statice a structurii
6.3.1. Date generale privind clădirea existentă
Clădirea a fost proiectată în anul 2005-2006, iar execuția clădirii în anul 2006-2007.
Structura din punct de vedere static este o hală cu o deschidere de 12,40, având stâlpii încastarți în fundații iar riglele pe direcția transversală articulate pe stâlpi. Pe direcția longitudinală avem nouă travei de 6,00 m.
Parțial în prima travee există etaj din placă de beton rezemată pe grinzi metalice cu secțiune mixtă.
Infrastructura: fundații izolate rigide sub stâlpi și fundație continuă perimetral la cota ±0,00.
Infrastructura: fundații izolate rigide sub stâlpi și fundație continuă perimetral la cota ±0,00.
Închideri perimetrale din panouri metalice trei strat cu termoizolație din poliuretan de 80 mm rezemate pe rigle metalice din tablă ambutusată la rece Z 120×2,5.
Acoperiș într-o singură pantă cu învelitoarea din panouri metalice trei strat cu termoizolație din poliuretan de 80 mm rezemate pe pane metalice din tablă amutisată la rece Z 25×2,5.
Strctura metalică spațială este prevăzută cu contravăntuiri transversale și longitudinale precum și tiranți în plan acoperiș respectiv contravăntuiri verticale între stâlpi.
Prezentul proiect a fost întocmit în vederea obținerii autorizației de construire necesare pentru executarea lucrărilor ,,Atelier confecționat jauzele,, situat în Oradea str. Matei Corvin, nr. 26.
Structura de rezistență se compune din fundații izolate sub stâlpi C12/15iar în dreptul închiderilor îngroșeală de pardoseală.
Structura de rezistență are deschiderea de 12,40m și 7 travei de 6,00m din confecție metalică astfel:
stâlpi HEB 200 pentru structura de rezistență
stâlpi HEB 120 pentru frontoane
grinzi de cadru HEB 220
pane Z 250×2,5
contravântuiri L 50x50x2,5
tiranți D= 16mm OL37
rigle pentru panouri de pereți Z120x2,5
panouri termoizolate pentru pereți și învelitoare cu izolație poliuretan de 8cm grosime.
Conform studiului geotehnic nr. 57/1999, elaborat de S.C. Geotehnicum S.R.L. se va funda în stratul alcătuit din argilă prăfoasă, cafenie, plastic vârtoasă cu o încastrare a fundațiilor în acest strat min. 20 cm. Presiunea convențională pe acest strat este de 300 Kpa valoare de bază. Adâncimea min. de fundare va fi la –1.40 față de cota terenului natural.
Figura 6.41. Vedere fațada principală existentă
Figura 6.42. Fațada principală existentă
Figura 6.43. Secțiunea transversală existentă
6.3.2. Date generale privind clădirea propusă pentru extindere
Clădirea proiectată în anii 2005-2006 și executată în anii 2006-2007, este obiectul unui proiect de extindere pe direcția transversală la cererea proprietarului clădirii.
Figura 6.44. Propunerea de extindere fațada principală
Figura 6.45. Fațada principală propusă varianta proiectată
Figura 6.46. Secțiunea transversală propusa varianta proiectată
Structura de rezistență pentru extindere are deschiderea de 12,40m și 9 travei de 6,00m, respectiv deschiderea de 10,80m si 2 travei prima de 3,25 iar a doua de 5,35m.
Structura de rezistență pentru extindere hala existentă se compune din fundații izolate sub stâlpi beton C16/20 iar în dreptul închiderilor îngroșeală de pardoseală.
Suprastructura din confecție metalică astfel:
stâlpi HEB 200 pentru structura de rezistență
stâlpi HEB 200 pentru frontoane
grinzi de cadru HEB 220
grinzi longitudinale din țeavă laminata 140x140x5,6
contravântuiri orizontale între grinzile de cadru și țeava laminată 140x140x5,6
contravântuiri verticale între stâlpi și țeava laminată 140x140x5,6
pane Z250x2,5
contravântuiri pane din oțel rotund Ø16
tiranți Ø 16mm
rigle pentru panouri de pereți Z120x2,5
panouri termoizolate pentru pereți și învelitoare cu izolație poliuretan de 8cm grosime
Expertizarea clădirii existente (Extras din expertiză)
Metodologia de expertizare folosită este cea prevăzută de „Codul de proiectare seismică – PARTEA A III-A – Prevederi pentru evaluarea seismică a clădirilor existente”, indicativ P 100-3/2008.
6.4.1. Date generale privind clădirea
Expertiza tehnică a imobilului ,,EXTINDERE CLĂDIRE EXISTENTĂ DE TIP P + Ep, CU UN CORP NOU DE CLĂDIRE ALIPITĂ DE TIP P +Ep-”, din str. Matei Corvin nr 26, Loc Oradea jud. Bihor, în vederea extinderii.
Nu se fac modificări de refuncționalizare a clădirii existente, nu se fac modificări de ziduri interioare nestructurale, se intenționează să se înlature peretele exterior din axa D și să se extindă hala cu încă o deschidere de 12,40 m. În șirul D se va afla coama halei extinse.
Clădirea, după intervenție, rămâne tot cladire cu regim de înălțime tip P + Ep.
Clădirea existentă, construită in anii 2001- 2002 are fundație de tip izolat din beton simplu și pereți nestructurali din panouri sandwich, planșeu din beton armat pentru zona cu etaj, învelitoare din panouri sandwich.
Structura de rezistență este formată din cadre transversale metalice.
6.4.2. Date privind starea fizică a clădirii
Clădirea existentă a fost proiectată și executată în perioada 2001-2002 în baza normativelor valabile până la acea dată.
Fundațiile clădirii sunt de tip izolat sub stâlpii metalici. Rigla este
într-o pantă și împreună formează un cadru cu o singura deschidere.
6.4.3. Analiza calitativă
E1, care a constat din inspecția vizuală atentă, a elementelor structurale prinderile riglă stâlp, etc. Aceste prinderi sunt de tip noduri articulate.
Pereții – riglele de pereți nu prezintă defecte sau alte deteriori vizibile.
Planșeul peste parter este într-o stare bună nu prezintă fisuri și degradări.
Acoperișul este într-o stare corespunzătoare, lipsesc contravântuirile verticale și grinzile longitudinale din planul acoperișului.
6.4.4. Analiza cantitativă
E3 (E2A), care a constat din calculul simplificat pentru evaluarea capacității de rezistență și calculul cu programe de calcul specializate.
În urma investigațiilor efectuate rezultă următoarele:
Gradul de asigurare a corpului de clădire existent, este:
R=0,75 >Rmin= 0,65.
Extinderea se poate realiza pe fundația existentă în șirul D la corpul existent.
Corpul nou, se va extinde prin alipire cu modificarea cadrului transversal din cadru cu o deschidere și riglă considerată teoretic articulată pe stâlp (practic încastrata parțial) într-un cadru cu două deschideri, cu noduri rigide stâlp riglă, de șase ori static nedeterminat. Corpul nou se extinde între șirurile D-G și axele 1-10.
6.4.5. Măsuri de intervenție
La construcția existentă (Corpul I) construită in 2001-2002 , din otel stalpi HEB 200 și rigle HEB 220, nu se modifică funcțiunea. Prin transformarea cadrului transversal o dată static nedeterminat în cadru static nedeterminat de șase ori va crește și gradul de asigurare va fi R>0,80.
Nodul marginal, dintre stâlp și riglă, se va rigidiza corespunzător cu vute drepte la interior cu secțiunea sub forma de T întors sudat de talpa inferioară a riglei HEB 220 și de talpa interioara a stâlpului HEB200. La exterior, pe talpa stâlpului HEB 200 și capătul riglei HEB220, se va suda o eclisă metalică de consolidare capabilă să lucreze la momentul + pe nod (întindere la exterior).
Rigla cadrului HEB 220 va fi rigidizată de o parte și alta a inimii cu o rigidizare în dreptul axei tălpii interioare a stâlpului (HEB 200). Sudarea tuturor pieselor se va face in Ψ și respectiv pentru eclisa exterioară din nod cu sudura de colț cu a=0,6 tmin.
Nodul central, dintre stâlpul central și rigla cadrului, se va rigidiza cu vute drepte de o parte și alta a stâlpului, în cele două deschideri și rigla HEB220 se va rigidiza de o parte și alta a inimii în dreptul celor două tălpi ale stâlpului.
Se va face verificarea capacității buloanelor de ancoraj (M cap) raportat la (Mcap ) stâlp, care pentru stâlpul existent este:
R= 0,8 > Rmin= 0,65
Pentru construcția existentă, conform normativului P100, poate să rămână cu acest grad de asigurare. Se recomandă ca extinderea să foloseasca șuruburi de ancoraj de calitate superioara și/sau diametru mai mare.
În situația în care proiectantul dorește ridicarea gradului de asigurare la construcția existentă, buloanele de ancoraj pot fi suplimentate prin ancorare chimică cu 4 bucăți buloane pe fundație și adaptarea plăcii de bază a papucului stălpului.
Contravântuirile verticale dintre stâlpii cadrelor transversale se vor realiza în aceleași travei cu cele orizontale din planul acoperișului adică între axul (1 si 2); (5 si 6); si (9si 10).
Se recomandă să se introducă grinzile longotudinale necesare asigurarii pierderii stabilității laterale a riglelor de cadru conform cerințelor normativelor în vigoare la ora actuală.
Învelitoarea nu se va schimba.
Corpul nou și corpul existent de clădire se va realiza ca ansamblu structural unitar în concordanță cu normele și normativele tehnice în vigoare la această dată.
Optimizarea energetică prin schimbarea schemei statice în vederea reducerii consumului de energie înglobată în urma consumului mai mic de materiale energointensive
Această metodă de optimizare presupune găsirea celei mai optime scheme statice prin care să se asigure rezistența și stabilitatea clădirii după extindere, în conformitate cu eurocodurile actuale privind încărcările, codurile de proiectare P100-1/2013, P100-3/2013, dar consumul de materiale să fie minim astfel încât să putem obține economie de energie înglobată în materialele puse în operă.
În studiu s-a luat cadrul transversal din axul 5.
6.5.1. Varianta inițială – schemă statică a cadrului cu o deschidere static nedeterminată o dată
Clădirea inițială din punct de vedere static este cadru transversal cu o deschidere static nedeterminat o dată și nu mai corespunde eurocodurilor actuale privind încărcările, a normelor de proiectare seismică P100-1/2013, P100-3/2013.
Calculele statice și de dimensionare s-au făcut cu programul AXISVM13.
În urma calculelor rezultă că structura proiectată în perioada 2005-2006 și executată în perioada 2006-2007 nu satisface normele valabile la data curentă.
În urma studierii diagramelor atașate reiese faptul că în cazul respectării normelor actuale de încărcări structura existentă nu mai corespunde la condițiile mai severe de azi iar în cazul vreunei intervenții la structura existentă este nevoie de aducerea structurii de rezistență să corespundă la normele în vigoare la data intervenției.
Figura 6.47. Vedere a structurii existente
Deci extinderea pe direcția transversală, prin oglindirea în simetrie față de axa longitudinală șir D, cu prevederea unui rost de tasare nu este posibilă numai cu modificarea secțiunii elementelor de rezistență sau proiectarea unui tronson nou cu alte caracteristici pentru elementele structurii de rezistență respectiv a schemei statice.
Deplasările cadrului transversal ax 5 conform înfășurătorii Mmin,Mmax, toate SLS sunt:
ex=-72,560mm
ez=-164,122mm deci fmax>fadm, condiția de rigiditate nu este satisfăcută.
Diagrama My și diagrama de tensiuni normale la secțiunea transversală σ a cadrului transversal ax 5 conform înfășurătorii Mmin,Mmax, toate SLU sunt:
Mymax=-27.619 daNm pentru rigla cadrului
σmax=-3.534,70 daN/cm2 deci condiția de rezistență nu este satisfăcută.
Figura 6.48. Diagrama de moment My [daNm]
Figura 6.49. Deplasarea ez [mm]
Figura 6.50. Diagrama de moment My [daNm]
Figura 6.51. Tensiuni normale la secțiune transversală σ [daN/cm2]
6.5.2. Varianta hală nouă calculată la cerințele actuale – schemă statică a cadrului cu o deschidere static nedeterminată o dată
Hala metalică nouă obținută prin mărirea secțiunii elementelor de rezistență structurală stâlpii în HEB260, riglele de cadre în IPN40.
Din punct de vedere static este cadru transversal cu o deschidere static nedeterminat o dată, hala calculată la cerințele actuale privind încărcările și a normelor de proiectare seismică P100-1/2013, P100-3/2013.
Calculele statice și de dimensionare s-au făcut cu programul AXISVM13.
În urma studierii diagramelor atașate reiese faptul că la hala metalică nouă prin mărirea secțiunii elementeleor de rezistență sunt îndeplinite condițiile de rigiditate și de rezistență.
Extinderea pe direcția transversală prin menținerea halei metalice inițiale fără intervenție, prevederea unui rost și apoi executarea halei metalice noi cu secțiuni mărite în simetrie față de rostul creat, este o posibilă variantă de soluționare a extinderii halei, dar din punct de vedere al consumurilor de materiale nu este soluția optimă. Pentru ca rostul să fie minim, hala nouă se va decala cu o jumătate de travee pe direcția longitudinală față de hala veche, astfel fundațiile noi se vor întrepătrunde între fundațiile existente.
Deplasările cadrului transversal ax 5 conform înfășurătorii Mmin,Mmax, toate SLS sunt:
ex=-30,229mm
ez=-46,597mm deci fmax<fadm, condiția de rigiditate este satisfăcută.
Figura 6.52. Deplasarea ex [mm]
Figura 6.53. Deplasarea ez [mm]
Diagrama My și diagrama de tensiuni normale la secțiunea transversală σ a cadrului transversal ax 5 conform înfășurătorii Mmin,Mmax, toate SLU sunt:
Mymax=-26.308,00 daNm pentru rigla cadrului
σmax=-1.838,60 daN/cm2 deci condiția de rezistență este satisfăcută.
Figura 6.54. Diagrama de moment My [daNm]
Figura 6.55. Tensiuni normale la secțiune transversală σ [daN/cm2]
6.5.3. Varianta intermediară – schemă statică a cadrului cu două deschideri și riglele articulate static nedeterminat de patru ori
La clădirea inițială s-a atașat încă o deschidere fără rost obținându-se un cadru transversal cu două deschideri cu stâlp central, structura este simetrică față de stâlpul central sau șirul D.
Cu această schemă statică s-au făcut calculele statice conform eurocodurilor actuale privind încărcările, a normelor de proiectare seismică P100-1/2013, P100-3/2013.
Calculele statice și de dimensionare s-au făcut cu programul AXISVM13.
Figura 6.56. Vedere a structurii două deschidere riglele articulate
În urma studierii diagramelor atașate reiese faptul că în cazul respectării normelor actuale de încărcări structura astfel modificată din punctul de vedere al schemei statice nu satisface condiția de rigiditate numai condiția de rezistență.
Deci extinderea pe direcția transversală, prin oglindirea în simetrie față de axa longitudinală șir D, fără rost de tasare nu este posibilă numai cu modificarea secțiunii elementelor de rezistență sau proiectarea unui tronson nou cu alte caracteristici pentru elementele structurii de rezistență respectiv a schemei statice.
Deplasările cadrului transversal ax 5 conform înfășurătorii Mmin,Mmax, toate SLS sunt:
ex=-25,890mm
ez=-81,035mm deci fmax>fadm , condiția de rigiditate nu este satisfăcută
Figura 6.57. Deplasarea ex [mm]
Figura 6.58. Deplasarea ez [mm]
Diagrama My și diagrama de tensiuni normale la secțiunea transversală σ a cadrului transversal ax 5 conform înfășurătorii Mmin,Mmax, toate SLU sunt:
Mymax=-12.391,50 daNm pentru rigla cadrului
σmax=-1701,60 daN/cm2 deci condiția de rezistență este satisfăcută.
Figura 6.59. Diagrama de moment My [daNm]
Figura 6.60.Tensiuni normale la secțiune transversală σ [daN/cm2]
6.5.4. Varianta finală – schemă statică cadrul cu două deschideri și riglele încastrate static nedeterminat de patru ori
Figura 6.61. Vedere a structurii două deschidere riglele încastrate
La structura anterioară cadrul cu două deschideri s-a modificat gradul de nedeterminare statică prin transformarea nodurilor dintre rigle și stâlpi di articulat în noduri de tip rigide, încastarea riglelor în stâlpi.
Cu această schemă statică s-au făcut calculele statice conform eurocodurilor actuale privind încărcările, a normelor de proiectare seismică P100-1/2013, P100-3/2013. Calculele statice și de dimensionare s-au făcut cu programul AXISVM13.
În urma studierii diagramelor atașate reiese faptul că în cazul respectării normelor actuale de încărcări structura astfel modificată din punctul de vedere al schemei statice satisface atât condiția de rigiditate cât și condiția de rezistență.
Deci extinderea pe direcția transversală, prin oglindirea în simetrie față de axa longitudinală șir D, fără rost de tasare este posibilă prin schimbarea gradului de nedeterminare statică și anume de șase ori static nedeterminat.
Deplasările cadrului transversal ax 5 conform înfășurătorii Mmin,Mmax, toate SLS sunt:
ex=19,895mm
ez=-34,221mm deci fmax<fadm, condiția de rigiditate este satisfăcută
Figura 6.62. Deplasarea ex [mm]
Figura 6.63. Deplasarea ez [mm]
Diagrama My și diagrama de tensiuni normale la secțiunea transversală σ a cadrului transversal ax 5 conform înfășurătorii Mmin,Mmax, toate SLU sunt:
Mymax=-6.583,20 daNm pentru rigla cadrului în câmp;
Mymin=9.688,80daNm pentru rigla cadrului pe reazem;
σmax=1217,28 daN/cm2 deci condiția de rezistență este satisfăcută.
Figura 6.64. Diagrama de moment My [daNm]
Figura 6.65. Tensiuni normale la secțiune transversală σ [daN/cm2]
Detalii de execuție a variantei optime din punct de vedere energetic proiectate prin schimbarea schemei statice
Figura 6.66. Plan fundații
Figura 6.67. Plan acoperiș
Figura 6.68. Cadrul ax 1
Figura 6.69. Cadrele ax 2-6
Figura 6.70. Cadrul ax 7
Figura 6.71. Cadrul ax 8-9
Figura 6.72. Cadrul ax 10
Figura 6.73. Cadrul ax 11, ax 12
Figura 6.74. Cadrul ax A, ax G
Figura 6.75. Detaliu nodul central
Figura 6.76. Detaliu nodul marginal
Fotografii sugestive din timpul execuției – partea de extindere
CAPITOLUL 7
CALCULUL DE EFICIENȚĂ ENERGETICĂ, PARTE COMPONENTĂ A CONSTRUCȚIILOR SUSTENABILE
Rezumat
În prezentul capitol s-a căutat ca prin proiectarea extinderii să se obțină reduceri de consumuri în ceea ce privește energia înglobată în materialele din structura extinderii și ca urmare reducerea emisiilor CO2 respectiv din punct de vedere economic, reducerea valoric a lucrărilor de C+M pentru structura de rezistență.
CUPRINS
7.1. Preliminarii
O construcție sustenabilă înseamnă:
Energie înglobată redusă;
Reducerea emisiilor de gaze (greenhouse gas GHG);
Costuri reduse pentru constructive și pentru întreținere;
Utilizarea materialelor reciclabile;
Durabilitate;
Adaptabilitate;
Siguranță;
Confort;
În prezentul studiu s-a căutat ca prin proiectarea extinderii să se obțină reduceri de consumuri în ceea ce privește energia înglobată în materialele din structura extinderii și ca urmare reducerea emisiilor CO2 respectiv din punct de vedere economic, reducerea valoric a lucrărilor de C+M pentru structura de rezistență.
7.2. Evidențierea eficienței energetice a reabilitării structurilor cu fibre din carbon prin reducerea energiei înglobate, calcularea indicelui de sustenabilitate la Turnul de însăcuire al S.C. Zahărul Diamant S.A. Oradea
Pentru a pune în evidență eficiența energetică a reabilitării folosind soluția modernă cu fibre de carbon, s-a recurs la efectuarea unui scenariu de reabilitare clasică a clădirii turnului de însăcuire, prin cămășuirea elementelor structurii de rezistență ale cadrelor și anume stâlpii și riglele de cadru, realizarea zonelor plastic potențiale la noduri, capetele de stâlpi și capetele de grinzi în conformitatea cu normele actuale de proiectare aceast scenariu în cele ce urmează se regăsește în lucrare sub denumirea reabilitarea clasică iar reabilitarea cu fibre de carbon sub denumirea de reabilitarea modernă.
Deasemenea studiul s-a extins prin creerea unui scenariu de executare a unei clădiri similare în variantă construire clădire nouă.
7.2.1. Reabilitarea clasică – cămășuirea
Prezentarea rezultatelor
C5 – LISTA cuprinzând cantitățile de lucrări
C7 – LISTA cuprinzând consumurile cu mâna de lucru
7.2.2. Calculul energiei înglobate și a emisiilor de gaze CO2
Tabelul 7.1.
7.3. Reabilitarea modernă cu fibre de carbon CFRP
7.3.1. Prezentarea rezultatelor
C5 – LISTA cuprinzând cantitățile de lucrări
C6 – LISTA cuprinzând consumurile de resurse materiale
C7 – LISTA cuprinzând consumurile cu mâna de lucru
7.3.2. Calculul energiei înglobate și a emisiilor de gaze CO2
Tabelul 7.2.
7.4. Construire clădire nouă
7.4.1. Prezentarea rezultatelor
C5 – LISTA cuprinzând cantitățile de lucrări
C6 – LISTA cuprinzând consumurile de resurse materiale
C7 – LISTA cuprinzând consumurile cu mâna de lucru
7.4.2. Calculul energiei înglobate și a emisiilor de gaze CO2
Tab. 7.3. Energia înglobată și emisia de Kg CO2 în construcția nouă
7.4.3. Calculul indicelui de sustenabilitate
Reabilitarea în soluția clasică (cămășuire cu beton)
Energia înglobată = 4,179,914.32 MJ
E = 292,594.00 kgCO2
C = 582,092.72 RON
T= 10,123.65 h
Reabilitarea în soluția modernă cu fibre de carbon CFRP
Energia înglobată = 77,742.79 MJ
E = 5,442.00 kgCO2
C = 283,947.67 RON
T= 1,336.90 h
Construire clădire nouă
Energia înglobată = 16,191,168.70 MJ
E = 1,133,381.81 kgCO2
C = 1,515,904.45 RON
T= 10,301.50 h
Pentru calculul indicelui de sustenabilitate în cazul celor două soluții de reabilitare, ca valori de referință (Ef; Cf, Tf) se vor lua valorile minime dintre cele două soluții de reabilitare (clasică, modernă).
Astfel indicele de sustenabilitate pentru soluția clasică este:
Indicele de sustenabilitate pentru soluția modernă cu fibre de carbon CFRP este:
Indicele de sustenabilitate pentru construire clădire nouă este:
7.4.4. Concluzii
Făcând comparațiile nesesare între cele trei solutii descriese mai sus rezultă următoarele pe baza rezultatelor obținute pentru energia înglobată, emisiile de gaze kgCO2, costurile în Ron, durate, respectiv indicii de sustenabilitate se constată următoarele:
În cazul soluției de reabilitare clasică prin cămășuire, durata, costul și energia înglobată sunt mai mari decât în cazul soluțiilor de reabilitare cu fibre de carbon CFRP.
Enegia înglobată este de 4.179.914,32 MJ
Emisiile de gaze 292.594,00 kgCO2
Costul lucrărilor de C+M 582.092,72 RON
Durata 10.123,65 ore
Indicele de sustenabilitate 0,182
În cazul soluției de reabilitare modernă cu fibre de carbon CFRP avantajele sunt evidente după cum urmează:
Enegia înglobată este de 77.742,79 MJ
Emisiile de gaze 5.442,00 kgCO2
Costul lucrărilor de C+M 283.947,67 RON
Durata 1.336,90 ore
Indicele de sustenabilitate 1,00
În cazul soluției de construire clădire nouă:
Enegia înglobată este de 16.191.168,70 MJ
Emisiile de gaze 1.133.381,81 kgCO2
Costul lucrărilor de C+M 1.515.904,45 RON
Durata 10.301,50 ore
Indicele de sustenabilitate 0,084
Energia înglobată în materialele de la reabilitarea în soluție modernă este de 53,76 ori mai mică față de reabilitarea clasică, de 208,26 ori mai mică față de cazul construirii unei clădiri noi.
Emisiile poluante în atmosferă cu CO2 sunt mai mici de 53,76 ori mai mică față de reabilitarea clasică, de 208,26 ori mai mică față de cazul construirii unei clădiri noi.
Costul lucrărilor sunt msai mici de 2,05 ori față de reabilitarea clasică și de 5,34 ori față de situația construirii unei clădiri noi.
Durata lucrărilor mai mici de 7,57 ori față de reabilitarea clasică și de 7,70 ori față de situația construirii unei clădiri noi.
7.5. Măsuri de optimizare energetică a proiectării extinderilor, reabilitărilor, consolidărilor construcțiilor existente, prin schimbarea schemei statice și a gradului de nedeterminare statică la obiectivul Extinderea halei metalice S.C. Ferrara S.R.L. Oradea
Identificarea situației existente a construcției, întocmirea planurilor, secțiunilor, fațadelor, identificarea normelor de încărcări care au stat la baza proiectării clădirii, refacerea calculelor statice cu normele de încărcare la aceea dată;
Efectuarea unei propuneri arhitecturale pentru extindere;
Expertizarea construcției existente pentru stabilirea măsurilor de intervenție ca urmarea a extinderii clădirii, astfel încât să se asigure rezistența și stabilitatea construcției;
Calcule statice în diverse variante respective verificări necesare pentru a se putea allege soluția optimă;
Folosirea de programe de calcul de ultimă oră în care să existe implementate normele actual de proiectare, încărcări deci cu alte cuvinte tot ce este ăn vigoare la data prezentă;
Alegerea unei scheme statice etalon, (acea structură care să aibe elementele structurale dimensionate conform normelor actuale în vidoare) pentru studiul eficienței energetice. Această schema o vom nota cu SCHEMA A;
Stabilirea schemei statice finale pentru extindere, care trebuie să țină seama de condițiile reale existente, faptul că hala este sub exploatare, cerințe arhitecturale, cerințe structurale astfel încât elementele structurale să corespundă în SLU din punct de vedere al condițiilor de rezistență și în SLS din punct de vedere al condițiilor de rigiditate conform normelor actuale în vigoare. Această schema o vom nota cu SCHEMA B.
Stabilirea economiilor de cantități de lucrări ce se obțin prin diferența dintre cele două scheme A și B;
Întocmirea valoric a economiilor obținute;
Întommirea extraselor de materiale și eventul extras de transport;
Calculul privind economie de energie înglobată;
Calculul privind economia de gaze emise în atmosferă CO2;
7.5.1 Schema statică A
Este similară cu hala de dinaintea extinderii, cadru cu o deschidere, riglele de cadru articulate pe stâlpi, calculată și dimensionată la normele actuale. Extinderea făcându-se prin rost de tasare prin pozarea în simetrie față de axa longitudinală a halei din schema A, decalare pe direcție longitudinală cu o jumătate de travee, astfel încăt fundațiile să nu se suprapună. Nu intervenim structural asupra clădirii existente deci nu vom face nici consolidări la această structură.
Figura 7.1. Hala existentă norme vechi; Rost; Hala nouă norme actuale
Prezentarea rezultatelor
C5 – LISTA cuprinzând cantitățile de lucrări
C6 – LISTA cuprinzând consumurile de resurse materiale
C7 – LISTA cuprinzând consumurile cu mâna de lucru
Tabelul 7.4. CALCULUL DE ENERGIE ÎNCORPORATĂ PENTRU
HALA NOUĂ
Tabelul 7.5. CALCULUL EMISIILOR DE GAZE (G) ÎN ATMOSFERĂ (ECHIVALENTUL CO2 LA FABRICARE)
7.5.2 Schema statică B (Economiile realizate ca urmare a schimbării gradului de nedeterminare statică)
Este hala existentă, extinsă fără rost, prin pozarea în simetrie a halei existente față de axul longitudinal, inclusiv elementele structurale, schimbarea schemei statice în cadru cu două deschideri, riglele de cadru rigide (încastrate în stâlpi), calcul static și de dimensionare conform normelor actuale.
Figura 7.2. Hala nouă schema static 2 deschideri, noduri rigide,
elemente structural existente, norme actuale
Prezentarea rezultatelor
Prezentarea antemăsurătorii cantităților de lucrări considerate a fi economie și a extraselor de material luate în calcul.
Extrasul de economii de material pentru 10 buc. fundații
Extrasul de material privind diferența dintre elementele structural de la schema A și cele de la schema B cantități care nu trebuie executate sunt de fapt economii.
Extrasul de materiale ce nu trebuie puse în operă sunt de fapt economii ca urmare a schimbării schemei statice și a gradului de nedeterminare static.
Valoarea lucrărilor de C+M pentru cantitățile de lucrări stabilite a fi economie material:
C5 – LISTA cuprinzând cantitățile de lucrări
C6 – LISTA cuprinzand consumurile de resurse materiale
C7 – LISTA cuprinzând consumurile cu mâna de lucru
Calculul economiei de energie înglobată pentru materialele ce nu trebuie puse în operă, sunt fapt economii ca urmare a schimbării schemei statice și a gradului de nedeterminare static.
Calculul economiei de emisii de gaze CO2, ce nu va polua atmofera ca urmare a schimbării schemei statice și a gradului de nedeterminare static.
Tabelul 7.7. Calculul economiei de gaze emise (G) în atmosferă
(Echivalentul CO2 la fabricare)
7.6. Concluzii
În Studiul de caz intitulat „STUDIU PRIVIND OPTIMIZAREA ENERGETICĂ PRIN SCHIMBAREA SCHEMEI STATICE A STRUCTURII” am acordat o deosebită atenție caracteristicilor de sustenabile și am obținut următoarele economii după cum urmează:
Economiile realizate la extinderea halei metalice existente, ca urmare a schimbării schemei statice și a gradului de nedeterminare statică:
Economia de energia înglobată = 729.415,92 MJ
Economia de gaze emise E = 61.677,782 kgCO2
Economia valoric C = 154.744,14 lei
Economie de execuție T= 516,74 h
Suprafața construită pentru care s-a făcut studiul de caz este extinderea propriu-zisă și deschiderea de L=12,40m și 9 travei de 6,00m deci în total Sc=669,60m2.
Prin extindere am obținut o suprafață construită dublă de 1339,20m2.
Economiile realizate raportate la suprafața construită, în urma schimbării schemei statice și a gradului de nedeterminare statică:
Calcul privind economia de energie înglobată pe suprafața unitară construită:
1089,33 MJ/m2;
Calcul privind economia de gaze emise și anume:
92,11 kg CO2 /m2;
Reducerea costului construcției cu 231,10 lei/m2 pentru structură de rezistență;
Reducerea timpului de execuție cu 46,30 min/m2
Economiile realizate raportate la consumurile aferente unei hale metalice noi sunt următoarele:
Energia înglobată = 38,16%
Emisia de gaze kgCO2 = 37,78%
Costul = 13,41%
Timpul de execuție =32,26%
Hala metalică nouă are următoarele caracteristici din punct de vedere al sustenabilității:
Energia înglobată = 1.911.184,84 MJ
E = 163.239,71 kgCO2
C = 460.051,20 lei
T= 1.601,72 h
Executarea extinderii halei metalice ca urmare a schimbării schemei statice și a gradului de nedeterminare statică, are următoarele caracteristici din punct de vedere al sustenabilității:
Energia înglobată = 1.911.184,84 MJ – 729.415,92 MJ = =1.181.768,92 MJ
E = 163.239,71 kgCO2 – 61.677,782 kgCO2 = 101.561,928 kgCO2
C = 460.051,20 lei – 154.744,14 lei = 305.307,06 lei
T= 1.601,72 h – T= 516,74 h = 1.084,98 h
Calculul indicelui de sustenabilitatea
Pentru calculul indicelui de sustenabilitate în cazul soluției de extindere a halei metalice ca urmare a schimbării schemei statice și a gradului de nedeterminarte statică, ca valori de referință (Ef; Cf, Tf) .
Astfel indicele de sustenabilitate pentru soluția extindere a halei metalice ca urmare a schimbării schemei statice și a gradului de nedeterminarte statică este:
Indicele de sustenabilitate pentru soluția hală metalică nouă este:
CAPITOLUL 8
CONCLUZII ȘI CONTRIBUȚII PERSONALE
Concluziile care se desprind din lucrare pot fi împărțite în două categorii, și anume:
1. Concluzii privind rezultatele cercetărilor prezentate în teză.
2. Contribuții personale.
8.1. Concluzii privind rezultatele cercetărilor prezentate în teză
Din cele studiate și prezentate în prezenta teză de doctorat se desprind următoarele:
Având în vedere comportarea în timp a construcțiilor din beton armat proiectate și executate în anii 1960-1970, construcții care necesită modernizarea tehnologică, situația cercetărilor din studiul 1 de caz, precum și a construcțiilor metalice proiectate și executate în perioadă mai recentă, situația cercetărilor din studiul 2 de caz, se impune acordarea unei atenții deosebite în ceea ce privește proiectarea și execuția acestora, precum și în ceea ce privește întreținerea pe parcursul exploatării acestor construcții. În cazul intervenției la oricare din cele două categorii de clădiri, acestea trebuiesc reabilitate astfel încăt să corespundă cerințelor de încărcări, normative și reglementări tehnice la data efectuării intervenției și cu o eficiență energetică maximă din punct de vedere al sustenabilității.
Pentru alegerea celei mai potrivite soluții de proiectare, reabilitare sau consolidare, din punct de vedere al economiei de energie respectiv al sustenabilității, se va ține seama ca în general să corespundă cu E – energia totală minimă pentru soluția ce se va adopta, C – costul total minim al soluției de reabilitare sau consolidare, T – durata minimă a reabilitării sau a consolidării.
De asemenea trebuie să se țină seama și de avantajele, respectiv dezavantajele materialelor pentru reabilitare. Metodele de reabilitare – consolidare care trebuie adoptate, depind de sistemul structural, starea structurii ce necesită intervenția de reabilitare sau consolidare și condițiile impuse de exploatarea construcției.
Metodele clasice și moderne de reabilitare sau de consolidare a construcțiilor civile și industriale, utilizate la noi în țară și pe plan mondial, au ca scop principal creșterea siguranței structurale, aducerea acestor structuri în situația să corespundă cerințelor actuale din punctul de vedere al condițiilor mai severe de încărcare, sau a reglementărilor tehnice.
Studiile experimentale (existente în literatura de specialitate) realizate pe diferite elemente structurale consolidate cu fibre de carbon, au scos în evidență eficiența structurală a acestor materiale.
În urma studierii problemei sustenabilității în construcții se constată că fibrele de carbon pot fi o alternativă sustenabilă.
Din analiza soluțiilor de reabilitare soluția cu fibre de carbon, este avantajoasă.
Pe baza rezultatelor obținute pentru energia înglobată în soluția de reabilitare, costul și durata reabilitării s-a constatat că acestea sunt mai mari pentru soluția cu cămășuire față de soluția cu fibre de carbon.
Pe baza indicelui de sustenabilitate determinat pentru soluțiile de reabilitare studiate, s-a constatat că soluția de reabilitare cu fibre de carbon este cea mai avantajoasă din acest punct de vedere.
Se mai poate constata că eficiența unei soluții rezultă pe baza unei abordări mai complexe, indicele de sustenabilitate ținând seama și de aspectele tehnice, economice și de mediu, pe lângă cantitatea de CO2 înmagazinată.
Datele prezentate în teză, referitoare la sustenabilitatea în construcții, pot constitui o bază pentru introducerea în reabilitarea construcțiilor civile și industriale a principiilor moderne ale sustenabilității.
Pentru obținerea rezultatelor maxime, de optimizare energetică privind proiectarea și reabilitarea construcțiilor civile și industriale este necesar:
Ca primă condiție efectuarea calculelor eforturilor de dimensionare statică și dinamică cu programe de calcul spațial de ultimă generație, la cerințele actuale încărcări și normative, astfel încât diagramele de deplasări și de eforturi să fie cît mai fidele stării reale de comportament structural.
A doua condiție este ca dimensionarea elementelor structurilor construcțiilor civile și industriale să se execute cu programe de calcul deasemenea de ultimă generație.
În teza prezentată s-a folosit ultima generație a programului de calcul static, seismic și dinamic AXISVM13, atât pentru calculele statice cât și pentru dimensionarea elementelor de rezistență ale structurilor.
Din studiul 2 de caz, o concluzie importantă este faptul că alegerea schemei statice și a gradului de nedeterminare statică, influențează considerabil economiile de energie înglobată, cost de investiție, durată de execuție. Ca urmare dacă mărim gradului de nedeterminare statică obținem construcții mai sustenabile din punct de vedere energetic, ceea ce la nivel mondial nu este de neglijat
8.2. Contribuții personale
Elementele care reprezintă principalele contribuții ale tezei de doctorat la soluționarea temei propuse pot fi sintetizate în următoarele:
1. Prezentarea și analiza degradărilor și deficiențelor întâlnite la construcțiile din beton armat vechi, în urma modernizării tehnologice prin montarea de utilaje care produc efecte dinamice ce pot fi comparate cu seisme de pământ. Cazul obiectului: Turn de însăcuire la Fabrica de Zahăr Diamant din Oradea.
2. Sinteza metodelor de reabilitare și consolidare (clasice și moderne) a construcțiilor din beton armat, precum și a unor soluții de consolidare a construcțiilor de tip turn, cadre din beton armat cu diafragme pentru silozuri de înmagazinare, material granular, atât la noi în țară cât și pe plan mondial, din punct de vedere al optimizării energetice.
3. Studiul teoretic al efectelor încărcărilor dinamice asupra construcțiilor de tip turnuri din beton armat, asupra structurilor de rezistență ale acestora, prin determinarea deplasărilor structurii și a stării de eforturi prin calculele dinamice cu programul AXISVM13.
4. Evaluarea efectelor încărcărilor dinamice asupra elementelor structurale ale turnului de însăcuire la Fabrica de Zahăr Diamant din Oradea. În urma calculelor am putut stabili că încărcările dinamice au efect de seism de 5,74 ori mai mici decât un seism ce poate să apară la un IMR200 la Oradea.
5. Propunere de optimizare energetică privind reabilitarea și consolidarea în urma modernizării tehnologiei de fabricare a zahărului, a unei construcții din beton armat de tip turn cu diafragme pentru silozuri de înmagazinare cu material granular, aceasta fiind considerată principala contribuție a tezei la rezolvarea problematicii luate în studiul 1. Este prezentată atât o metodă clasică de reabilitare prin cămășuire cu beton armat cât și una modernă fibre de carbon respective o clădire nouă similară.
6. Analiza financiară a acestor soluții, prin prezentarea devizelor, cât și prin stabilirea indicelui de sustenabilitate pe baza unei formule existente în literatura de specialitate.
7. Estimarea energiei înglobate în soluțiile de reabilitare și determinarea indicelui de sustenabilitate într-un program de calcul în Microsoft Excel existente în literatura de specialitate.
8. Efectuarea calculelor și compararea rezultatelor, în urma cărora s-a evidențiat faptul că din punct de vedere al sustenabilității și al optimizării energetice, soluția de reabilitare și consolidare a structurii de tip turn din beton armat este cea cu fibre de carbon.
9. Prezentarea și analiza deficiențelor întâlnite la construcțiile din metal proiectate, executate mai recent, în urma unei extinderi dorite de beneficiar ca urmare a dezvoltării obiectului de activitate.
10. Sinteza variantelor posibile de scheme statice și grad de nedeterminare statică, pentru realizarea temei propuse de a extinde o hală metalică existent la noi în țară, dar și pe plan mondial din punct de vedere al optimizării energetice.
11. Studiul teoretic prin calcule al modificărilor încărcărilor și mai exact mărirea încărcărilor, ca urmare a introducerii eurocodurilor în urma aderării României la Uniunea Europeană. Calculele s-au efectuat cu programe de calcul spațial de ultimă generație și anume AXISVM13, astfel și optimizarea energetică pentru proiectarea extinderii este maximă, deorece deplasările structurale și starea de eforturi sunt mai mici față de calculele statice plane.
12. Propunere de optimizare energetică privind alegerea schemei statice și modificarea gradului de nedeterminare statică, aceasta fiind considerată o a doua principală contribuție a autorului din prezenta teză la rezolvarea problematicii luate în Studiul de caz 2. Este prezentată atât o posibilitate de construire de hală nouă cu menținerea fără intervenție a celei existente, precum și extinderea prin modificarea schemei statice și marirea succesivă a gradului de nedeterminare static la 4 respectiv la 6.
13. Analiza financiară a tuturor soluțiilor studiate, atât prin prezentarea devizelor, cât și prin stabilirea indicelui de sustenabilitate pe baza unei formule existente în literatura de specialitate.
14. Estimarea economiilor de energie înglobată, economie privind costurile, reducerea termenului de execuție, adică pricipalii factori de sustenabilitate, în urma reabilitării halei metalice, astfel încât să corespundă la cerințele actuale de încărcări și reglementări tehnice, ca urmare a intervenției prin extindere, fără mărirea secțiunilor, dar schimbarea schemei statice și a gradului de nedeterminarea static.
15. Economiile obținute la extinderea halei metalice, prin schimbarea schemei statice și a gradului de nedeterminare statică, pentru energia înglobată, emisia de gaze kgCO2, termen de execuție se situează între
32-38%, iar costurile se reduc cu aproximativ 13-15%.
16. Utilizarea programului de ultimă generație InterSOFT Deviz Profesional 10 la întocmirea părții economice și anume antemăsurători, devize, extrase de consumuri de materiale și de manoperă, necesare la calculul indicelui de sustenabilitate.
BIBLIOGRAFIE
AMERICAN SOCIETY OF HEATING, REFRIGERATING AND AIR-CONDITIONING ENGINEERS (ASHRAE) – International weather for energy energy calculations (IWEC Weather files), version 1.1, Atlanta 2001
AMERICAN SOCIETY OF HEATING, REFRIGERATING AND AIR-CONDITIONING ENGINEERS (ASHRAE) –ASHRAE 2004 HVAC Systems and equipments.
AMERICAN SOCIETY OF HEATING, REFRIGERATING AND AIR-CONDITIONING ENGINEERS (ASHRAE) –ASHRAE 2005 Fundamentals
AMERICAN SOCIETY OF HEATING, REFRIGERATING AND AIR-CONDITIONING ENGINEERS (ASHRAE) –ANSI/ASHRAE 55-2004, Thermal environmental conditions for human occupancy, ASHRAE, Atlanta, April 2004
AULICIEMS, A. – Effects of weather on indoor thermal comfort. International J. of Biometerology, 13 (1969), 147-163
BALOTA, R.S., IONESCU, G, IANCĂU, M. – Daily differences trends of the climatic parameters in the N-W part of Romania, Buletinul AGIR, nr. 3, 2012, 857-867
BECKER, S., ODED, P.,YARON, Y. – Thermal sensation in extremely hot and dry urban environments. Fifth International Conference on Urban Climate, Lodz, 1-5 Sep 2003,
BOB, C., Evaluation and rehabilitation of a building affected by a gas explosion, Prog. Struct. Engng Mater., 2004.
BUDESCU, M. ș.a. Reabilitarea construțiilor. Editura Vesper, Iași, 2001
BUTLER, D. – Architects of a low energy future. Nature 452, 3 Apr 2008.
CADAR, I., CLIPII, T. Și TUDOR, A., Beton armat, ediția a II-a, Editura Orizonturi Universitare, Timișoara, 2004.
CHARVAT, P., SCHOLLER, M., STETINA. J. – The impact of passive cooling of the experimental house on indoor air velocities.
http://www.fluids.fs.cvut.cz/akce/konference/setkani_2007/sbornik/doc/Charvat.pdf, accesat la 22 martie 2017, 15:30
De DEAR, GAIL, S., RICHARD J. – Thermal comfort in naturally ventilated buildings: revisions to ASHRAE Standard 55. Energy and Buildings 34, 6 (2002) 549-561
DEPECKER, P., MENZO, C., VIRGONE, J.,LEPERS, S. – Design of buildings shape and energetic consumption. Building and Environment 36, 5 (2001) 627-635
DIN V 4108-2:2003-04 – Thermal protection and energy economy in buildings – Part 2: Minimum requirements to thermal insulation, Berlin, Aprilie 2003
DIN V 18599-2:2007-02 – Energy efficiency of buildings- Calculation of the net, final and primary energy demand for heating, cooling, ventilation, domestic hot water and lighting –Part 2: Net energy demand for heating and cooling of building zones. Berlin, Fenruarie 2007
DUFFIE, J.A., WILLIAM, A.B. – Solar engineering of thermal processes. 3rd ed. Hoboken, John Wiley & Sons, 2006
DIN EN 15251:2007-08 – Indoor environmental input parameters for design and assesment of energy performance of buildings addressing indoor air quality, thermal environment, lighting and acoustics, Beuth, Berlin, August 2007
DEPARTMENT OF ENERGY U.S, U.S. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY- Roof product list, list current as of January 2, 2009,
http://www.energystar.gov/ia/products/prod_lists/roofs_prod_list.pdf , March 2018, 18:15
EIA – International Energy Outlook 2010, Report #:DOE/EIA-0484 (2010). http://www.eia.doe.gov/oiaf/ieo/ world.html, Vizualizat 2016/07/25, 16:45
EUROPEAN PARLIAMENT – Tackling climate change.
http://europa.eu/legislation_summaries/environment/tackling_climate_change/index_en.htm, vizualizat 2016/07/07, 11:00
EUROPEAN PARLIAMENT – Energy efficiency: energy performance of buildings, vizulizat 2017/07/08, 12:30
http://europa.eu/legislation_ summaries/energy/energy_efficiency/l27042_en.htm,
EUROPEAN PARLIAMENT – EU energy in figures 2010.
http://ec.europa.eu/energy/publications/doc/statistics/part_2_energy_pocket_book_2010.pdf, vizualizat 2017/07/09, 12:00
EUROPEAN PARLIAMENT – The EU climate and energy package.http://ec.europa.eu/environment/climat/ climate_action.htm, vizualizat 2016/07/07, 19:00
EUROPEAN PARLIAMENT – Green Paper on the security of energy supply.
http://europa.eu/legislation_summaries/energy/external_dimension_enlargement/l27037_en.htm, vizulizat 2017/07/08, 19:30
EUROPEAN PARLIAMENT – Proposal for a Directive of the European Parliament and of the Council on the energy performance of buildings (recast) {SEC(2008) 2864} {SEC(2008) 2865} of document: 13/11/2008 of transmission:
19/12/2008.http://eurlex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CELEX:52008PC0780:EN:NOT, vizualizat 2017/07/10, 14:00
EUROPEAN PARLIAMENT – Energy Efficiency in Buildings. http://ec.europa.eu/energy/efficiency/buildings/ buildings_en.htm, vizualizat 2017/07/11, 10:00
FANG, L., WYON, D.P., CLAUSEN, G., FANGER, P.O. – Impact of indoor air temperature and humidity in an office on perceived air quality, SBS symptoms and performance. Indoor air 14 (2004), Suppl. 7, 74-81
FANGER, P.O., TOFTUM, J. – Extension of the PMV model to non-air-conditioned buildings in warm climates. Energy and Buildings 34, 6 (2002) 533-537
GEROS, V., SANTAMOURIS, M., KARATASOU, S., PAPANIKOLAOU – On the cooling potential of the night ventilation techniques in the urban environment. Energy and Buildings 37 (2005) 243-257
HARTMANN, T., BOLSIUS, J., RICHTER, W. – Bedarfsluftung im Wohnungsbau. Stuttgart, Fraunhofer, IRB Verlag, 2001
HASTINGS, R.,WALL, M. – IEA Task 28; Sustainable Solar Housing. Two volumes. Trowbridge, UK: Earthscan, (Eds) (2007).
HAVENITH, G., HOLMER, I., PARSONS, K. – Personal factors in thermal comfort assessment: clothing properties and metabolic heat production. Energy and Buildings 34, 6 (2002) 581-591
HEIDARI, S. – Effect of air movement in building. Palenc 2005, 1st International Conference “Passive and Low Energy Cooling for the Built Environment”, pp. 1045-1051, Mai 2005, Santorini, Grecia
HERKEL, S., KNAPP, U., PFAFFEROTT, J. – A preliminary model of user behavior regarding the manual control of windows office building. 9th International IBPSA Conference, Montreal, Canada 2005
HERMELINK, A., HUBNER, H. – Is one liter enough? Tenants’ satisfaction in passive houses. Proceedings of eceee 2003 Summer Study, eceee, Stockholm 2003
HUMPREYS, M.A., NICOL, J.F. – The validity of ISO-PMV for predicting comfort votes in every-day thermal environments. Energy and Buildings. 34, 6 (2002) 667-685
IANCĂU, M. – Towards low energy buildings, Analele Uniersității din Oradea, Fascicula Construcții și Instalații Hidroedilitare, vol. XIII, 2010, 327-334
IANCĂU, M. – Sustainable housing, Analele Uniresității din Oradea, Fascicula Construcții și Instalații Hidroedilitare, vol. XIII-2, 2010, 151-160
IANCĂU, M., IONESCU, Gh. – Ultra-low energy buildings, Journal of Sustainable Energy, Vol. I, nr. 4, 2010, 32-36
IANCĂU, M. – Heat transfer problems in an energy efficient building, Journal of Sustainable Energy, Vol. II, nr. 4, 2011
IANCĂU, M. – Contribuții privind optimizarea energetică a clădirilor individuale de locuit din România – Teză de doctorat 2013.
IANCĂU, M., IONESCU, Gh., BALOTA, R.S. – Passive house in Romania as an influence of weather data analyses, Buletinul AGIR, nr. 3, 2012, 849 – 856
INEICHEN, P. – Comparison of eight clear sky broadband models against 16 independent data banks. Solar Energy 80 (2006) 468-478
JONES, R., CHRISTENSEN, J.H., HEWITSON, B., CHEN, A., BUSUIOC, A., HELD, R., LAPRISE, R., MEARNS, L., MAGANA RUEDA, V., KOLLI, R.K., RINKE, A, SARR, A. – Regional climate projections. In: Climate change 2007: The physicah Science Basis. Contribution of working group I to the forth assessment report of the intergovernmental panel on climate change. Cambridge University Press, 2007
JUDKOFF, R., NEYMARK, J. – Building energy simultion test (BESTTEST) and diagnostic method, National Renewable Energy Laboratory, Golden, Colorado, Februarie 2005
IONESCU Gh.C., BALOTA R.S. – Recent progress in non residential building energy simulation software – Journal of Sustenable Energy iunie 2013.
IONESCU Gh.C., BALOTA R.S. , LOLEA M., BARLA E. – Building solar exposure simulation in the north western part of Romania – Journal of sustainable energy vol. 5, no. 4, december, 2014, pg. 137-145
MANDIL, C. – Cool appliances, Policy strategies for energy efficient homes. OECD/IEA 2003
MAXINEASA SEBASTIAN GEORGE – Soluții compozite și hibride pentru dezvoltarea sustenabilă în construcții, Teză de doctorat, 2015.
McCARTNEY, K.J., NICOL, J.F. – Developing an adaptive control algorithm for Europe. Energy and Buildings 34, 6 (2002) 623-636
NICOL, J.F., HUMPREYS, M.A.- Maximum temperatures in buildings to avoid heat discomfort. 1st International Conference “Passive and Low Energy Cooling for the Built Environment”, Palenc 2005, Santorini, Grecia
OURGHI, R.,AL-ANZI,A.,KRARTI, M. – A simplified analyses method to predict the impact of shape on annual energy use for office buildings. Energy Conversion and Management48, 1 (2007) 300-305
PARSONS, K.C.- The effects of gender, acclimation state, the opportunity to adjust clothing and physical disability on requirements for thermal comfort. Energy and Buildings 34, 6 (2002) 593-599
PAVLOU, K. SFAKIANAKI, A., MOURIKI, E., STOLIDOU, I. – Study of thermal and visual performance of eleven residential buildings. Palenc 2005, 1st International Conference “Passive and Low Energy Cooling for the Built Environment”, Mai 2005, Santorini, Grecia
RAJA, I.A., HUMPHREYS, M.A. – Thermal comfort: use of controls in naturally ventilated buildings. Energy and Buildings 33 (2001), 235-244
TOADERE, MIHAELA-TEODORA, BOB C., BOTA A., Some Solutions for Rehabilitation of a Bridge, în Advances in Energy planning, Environmental Education and Renewable Energy Sources Review, ISSN 1790-5095, ESBN 978-960-474-187-8, published by WSEAS Press, Kantaoui, Sousse, Tunisia, May 3-6, 2010, pp. 64-68.
WYON, D, FANGER,P. – Experimental determination of the limiting criteria for human exposure to low winter humidity indoors (RP-1160). ASHRE, HVAC&R Research, Vol 12 (2), Aprilie 2006
WITTWER, V., DATZ,M., ELL, J., WALZE, G. – Gasochromic windows. Solar energy materials and solar cells. 84, 1-4 (2004), 305-314
ZIMMERMANN, M. – Handbuch der passiven Kuhlung. EMPA ZEN, Dubendorf 1999
*** BUILD UP Skills – Raport de analiză a stării actuale, http://www.iee-robust.ro/downloads/BUILD-UP-Skills_Romania_Analiza_Status_Quo.pdf, vizualizat: 10.09.2016, 15:00
*** Directiva 2002/91/CE
*** Directiva 2005/36/CE
*** Directiva 2009/28/CE
*** EPBD (2010). Raport de implementare a EPBD în România, EPBD-CA country report
http://www.epbd-ca.org/Medias/Pdf/country_reports_14-04-2011/Romania.pdf
*** Institutul Național de Statistică (2002 – 2011). Web Page: TEMPO-Online serii de timp, Statistica Economică, http://www.insse.ro, vizualizat 2017/09/09, 17:00
*** Intelligent Energy Europe (2007) – Promotion of European Passive Houses. http://erg.ucd.ie/pep/index.htm, vizualizat 2017-08-06, 16:30
*** Îndrumar de eficiență energetică pentru clădiri,
www.ipconsult.ro/Indrumar%20de%20Eficienta%20Energetica%20pentru%20Cladiri%20I.htm, vizualizat: 20/09/2017, 11:00
*** Planul CE pentru Eficienţă Energetică 2011
*** Strategia energetică a României pentru perioada 2007-2020, HG nr. 1069/2007, publicată în M.Of. nr. 781 din 19 noiembrie 2007
Acte normative complementare
SR EN 1990:2004/NA:2006 Eurocod: Bazele proiectării structurilor. Anexă națională
SR EN 1991-1-1:2004/NA:2006 Eurocod 1: Acțiuni asupra structurilor. Partea 1-1: Acțiuni generale. Greutăți specifice, greutăți proprii, încărcări din exploatare pentru construcții. Anexă națională
SR EN 1991-1-3:2005/NA:2006 Eurocod 1: Acțiuni asupra structurilor. Partea 1-3: Acțiuni generale. Încărcări date de zăpadă. Anexă națională
SR EN 1991-1-4:2006/NB:2007 Eurocod 1: Acțiuni asupra structurilor. Partea 1-4: Acțiuni generale – Acțiuni ale vântului. Anexa națională
SR EN 1992-1-1:2004/NB:2008 Eurocod 2: Proiectarea structurilor de beton. Partea 1-1: Reguli generale și reguli pentru clădiri. Anexă națională
SR EN 1992-1-:2004/NB:2008/A91:2009 Eurocod 2: Proiectarea structurilor de beton. Partea 1-1: Reguli generale și reguli pentru clădiri. Anexa națională
SR EN 1993-1-1:2006/NA:2008 Eurocod 3: Proiectarea structurilor din oțel. Partea 1-1: Reguli generale și reguli pentru clădiri. Anexa națională
SR EN 1993-1-10:2006/NA:2008 Eurocod 3: Proiectarea structurilor de oțel. Partea 1-10: Alegerea claselor de calitate a oțelului. Anexa națională
SR EN 1993-1-11:2007/NB:2009 Eurocod 3: Proiectarea structurilor de oțel. Partea 1-11: Proiectarea structurilor cu elemente întinse. Anexa națională
SR EN 1993-1-12:2007/NA:2012 Eurocod 3: Proiectarea structurilor de oțel. Partea 1-12: Reguli suplimentare pentru aplicarea prevederilor standardului EN 1993 la mărci de oțel până la S 700. Anexa națională
SR EN 1993-1-3:2007/NB:2008 Eurocod 3: Proiectarea structurilor de oțel. Partea 1-3: Reguli generale. Reguli suplimentare pentru elemente structurale și table formate la rece. Anexa Națională
SR EN 1993-1-5:2007/NA:2008 Eurocod 3: Proiectarea structurilor de oțel. Partea 1-5: Elemente structurale din plăci plane solicitate în planul lor. Anexa Națională
SR EN 1993-1-8:2006/NB:2008 Eurocod 3: Proiectarea structurilor de oțel. Partea 1-8: Proiectarea îmbinărilor. Anexă Națională
SR EN 1993-1-9:2006/NA:2008 Eurocod 3: Proiectarea structurilor de oțel. Partea 1-9: Oboseala. Anexa națională
SR EN 1994-1-1:2004/NB:2008 Eurocod 4: Proiectarea structurilor compozite de oțel și beton. Partea 1-1: Reguli generale și reguli pentru clădiri. Anexa Națională
SR EN 1996-1-1+A1:2013/NA:2013 Eurocod 6: Proiectarea structurilor de zidărie. Partea 1-1: Reguli generale pentru construcții de zidărie armată și nearmată. Anexa națională
SR EN 1996-1-2:2005/NA:2012 Eurocod 6: Proiectarea structurilor de zidărie. Partea 1-2: Reguli generale. Calculul structurilor la foc. Anexă națională
SR EN 1996-2:2006/NB:2008 Eurocod 6: Proiectarea structurilor de zidărie. Partea 2: Proiectare, alegere materiale și execuție zidărie. Anexa națională
SR EN 1996-3:2006/NB:2008 Eurocod 6: Proiectarea structurilor din zidărie. Partea 3: Metode de calcul simplificate pentru construcții de zidărie nearmată. Anexa națională
SR EN 1997-1:2004/NB:2007 Eurocod 7: Proiectarea geotehnică. Partea 1: Reguli generale. Anexă națională
SR EN 1997-2:2007/NB:2009 Eurocod 7: Proiectarea geotehnică. Partea 2: Investigarea și încercarea terenului. Anexa națională
SR EN 1998-1:2004/NA:2008 Eurocod 8: Proiectarea structurilor pentru rezistența la cutremur. Partea 1: Reguli generale, acțiuni seismice și reguli pentru clădiri. Anexa națională
SR EN 1998-3:2005/NA:2010 Eurocod 8: Proiectarea structurilor pentru rezistența la cutremur. Partea 3: Evaluarea și consolidarea construcțiilor. Anexa națională
SR EN 1998-5:2004/NA:2007 Eurocod 8: Proiectarea structurilor pentru rezistența la cutremur. Partea 5: Fundații, structuri de susținere și aspecte geotehnice. Anexa națională
Reglementări tehnice
P 100-1/2013 Cod de proiectare seismică – Partea I–Prevederi de proiectare pentru clădiri.
P 100-1/2006; P 100-1/2006 completare Cod de proiectare seismică – Partea I–Prevederi de proiectare pentru clădiri, indicativ P 100-1/2006.
P 100-3/2008; P 100-3/2008 completare Cod de proiectare seismică" Partea a III-a Prevederi pentru evaluarea seismică a clădirilor existente.
NP 055-2001 Normativ pentru proiectarea antiseismică a construcțiilor de locuințe, social/culturale, agrozootehnice și industriale –indicativ P 100-92. Detalierea parametrilor de calcul Ks și Tc la nivelul unităților administrativ teritoriale.
CR 0-2012; CR 0-2012 completare Cod de proiectare.Bazele proiectării construcțiilor.
CR 1-1-3-2012; CR 1-1-3-2012 completare Cod de proiectare. Evaluarea acțiunii zăpezii asupra construcțiilor.
CR 1-1-4-2012; CR 1-1-4-2012completare Cod de proiectare. Evaluarea acțiunii vântului asupra construcțiilor.
GP 101-2004 Ghid privind proiectarea sistemelor de izolare seismică pasivă (reazeme, disipatori) a clădirilor.
CR 2-1.-1.1/2013 Cod de proiectare a construcțiilor cu pereți structurali de beton armat.
C 130-1978 Instrucțiuni tehnice pentru aplicarea prin torcretare a mortarelor și betoanelor.
C 28-1983 Instrucțiuni tehnice pentru sudarea armăturilor de oțel-beton.
NP 007-1997 Cod de proiectare pentru structuri în cadre din beton armat.
GE 039-2001 Ghid pentru determinarea experimentală in situ și în laborator a modulului static și dinamic de elasticitate a betonului.
GE 040-2001 Ghid privind utilizarea metodei electromagnetice la determinarea parametrilor de armare a elementelor existente din beton armat.
ST 042-2002 Specificație tehnică privind ancorarea armăturilor cu rășini sintetice la lucrările de consolidare a elementelor și structurilor din beton armat-proiectare, execuție.
NP 093-2003 Normativ de proiectare a elementelor compuse din betoane de vârste diferite și a conectorilor pentru lucrări de cămășuieli și suprabetonări.
NE 012/1-2007 Normativ pentru producerea betonului și executarea lucrărilor din beton, beton armat și beton precomprimat -Partea1:Producerea betonului.
NE 012/2-2010 Normativ pentru producerea și executarea lucrărilor din beton, beton armat și beton precomprimat-Partea 2: Executarea lucrărilor din beton.
ST 009-2011 Specificație tehnică privind produse din oțel utilizate ca armături: cerințe și criterii de performanță.
GP 124-2013 Ghid pentru proiectarea structurilor din beton de înaltă rezistență în zone seismice.
Normativ privind consolidarea cu fibre a elementelor structurale de beton.
P 54-1980 Instrucțiuni tehnice pentru proiectarea construcțiilor din profile de oțel cu pereți subțiri formate la rece.
P 108-1980 Instrucțiuni tehnice pentru proiectarea grinzilor din oțel cu secțiune plină, inimă suplă, omogene sau hibride.
GP 003-1996 Ghid pentru proiectarea antiseimică a halelor parter cu structură metalică.
NP 012-1997 Normativ pentru calculul elementelor din oțel cu pereți subțiri formate la rece.
NP 042-2000 Normativ privind prescripțiile generale de proiectare. Verificarea prin calcul a elementelor de construcție metalice și a îmbinărilor acestora.
GP 078-2003 Ghid privind proiectarea halelor ușoare cu structură metalică.
GP 082-2003 Ghid privind proiectarea îmbinărilor ductile la structuri metalice în zone seismice.
C 133-2014 Instrucțiuni tehnice privind îmbinarea elementelor de construcții metalice cu șuruburi de înaltă rezistență pretensionate.
P 118-1999 Normativ de siguranță la foc a construcțiilor.
GP 055-2000 Ghid pentru verificarea la foc a elementelor structurale ale construcțiilor din oțel.
NP 046-2000 Normativ pentru verificare la foc a elementelor structurale ale construcțiilor din oțel.
P 118/2-2013 Normativ privind securitatea la incendiu a construcțiilor, Partea a-II-a-Instalații de stingere.
P 118/3-2015 Normativ privind securitatea la incendiu a construcțiilor. Partea a III–a. instalatii de detectare, semnalizare si avertizare incendiu
NP 112-2014 Normativ pentru proiectarea structurilor de fundare directă.
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Teza Varga Csaba F.v. Sept. 2018 [305771] (ID: 305771)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.