fbpx

Măsuri pentru prevenirea dezastrelor seismice

În contextul în care posibilitatea declanşării unui seism de proporţii este semnalată de câţiva ani, problema prevenirii unor dezastre, similare celor de la cutremurul din 1977, devine din ce în ce mai acută. Am invitat doi specialişti ai spaţiului construit, inginerii de structuri Traian Popp şi Costin Enescu, să ne vorbească despre măsurile ce se pot lua atât în cazul clădirilor vechi, cât şi a celor noi, cu înălţimi considerabile.

Anchetă coordonată de: Viorica Buică
Foto: Şerban Bonciocat

Dr. Ing. Traian Popp, Aedificia

Problema prevenirii dezastrelor seismice este în primul rând una legată de mentalitate. Ca să-mi explic mai bine opinia, voi da un exemplu. Acum mai mulţi ani, într-o excursie pe coasta de vest a Americii, m-au surprins, într-un parc din San Franscisco, doi tineri ce-şi dăduseră întâlnire la simulatorul seismic. La mirarea mea, persoana cu care mă aflam în parc mi-a răspuns că este un lucru firesc ca doi oameni care vor să-şi întemeieze un cămin să realizeze pericolele în care se vor putea afla şi să ştie să se protejeze. M-am gândit atunci ce succes ar avea un astfel de simulator amplasat în Cişmigiu.
Din fericire, în România cutremurele sunt rare. Dezastrele pe care le-au provocat însă de-a lungul timpului nu au fost, se pare, suficiente pentru a-i determina pe oameni să ia mult mai în serios măsurile de protecţie. Oamenii uită foarte uşor: există o mare agitaţie câteva luni după, iar apoi se aşterne liniştea. Într-o paralelă uşor ironică, la fel, prima zăpadă ne ia tot timpul prin surprindere. Este în primul rând o problemă de mentalitate.
Astăzi, măsurile de protecţie seismică sunt foarte variate şi ţin cont de nenumărate contexte şi aspecte. În Bucureşti, foarte multe dintre casele vechi sunt realizate pe zidărie, care are o rupere explozivă, pentru că este uşor casantă. Pentru a fi rezistentă la cutremur, o casă ar trebui să aibă o ductilitate mare, iar zidăria este una dintre cele mai nefericite alegeri (cea mai mare ductilitate o are metalul). Mulţi oamenii din Bucureşti se amăgesc cu gândul că dacă o clădire a rezistat la două cutremure importante va rezista şi la al treilea. Un lucru total fals: fiecare cutremur adaugă nişte sechele, iar casele devin din ce în ce mai vulnerabile. Trebuie înţeles şi asumat faptul că o bună parte dintre casele din Bucureşti şi-au consumat capacitatea de a rezista la forţe orizontale.
Soluţiile pentru a mări această capacitate sunt numeroase. În primul rând, o casă se poate izola seismic printr-un sistem care o ţine uşor deasupra solului: clădirea este ancorată în anumite puncte, fapt ce-i conferă o oarecare rigiditate. Ductilitatea şi implicit rezistenţa seismică creşte chiar şi în aceste condiţii cu 50 la sută.
Din păcate, Bucureştiul nu este un oraş bun pentru acest tip de protecţie din cauza frecvenţei ce se înregistrează aici. Izolarea seismică se poate realiza foarte bine în oraşele unde perioada este mai mică, cum ar fi Iaşi-ul.
O altă soluţie, deja clasică, este introducerea pereţilor de beton. O altă metodă, mai nouă, este cea de introducere de masă vibrantă în antifază. Tocmai lucrăm la proiectul de consolidare a sediului Guvernului, clădirea realizată de Duiliu Marcu în Piaţa Victoriei. S-a optat pentru amplasarea pe acoperiş a cinci blocuri de beton concepute pentru frecvenţa cu care se mişcă clădirea, deplasarea lor urmând a se realiza însă în sens invers. Acest sistem măreşte capacitatea de rezistenţă a clădirii cu peste 50 la sută. El este însă dependent de viteza cu care se mişcă terasa de aceea nu este potrivit pentru clădiri de mici dimensiuni.
Există de asemenea posibilităţi de consolidare cu fibre de carbon, care sunt de zece ori mai rezistente decât oţelul şi au o capacitate portantă foarte mare. Această soluţie am folosit-o în cazul Palatului de Justiţie, pentru că existau foarte multe crăpături în plăci. S-a scos parchetul şi s-au legat plăcile cu fibre de carbon, înălţarea fiind minimă.
Soluţiile sunt numeroase, însă este greu de realizat o consolidare pentru o clădire în care locuiesc sau lucrează persoane. Lucrările pe exterior sunt dificile, mai ales în cazul clădirilor monumente-istorice unde nu ai voie să schimbi niciun detaliu. Pentru biserici, se foloseşte de obicei procedeul armării zidăriei.
Pentru a păstra caracteristicile iniţiale ale clădirilor de patrimoniu (de organizare, de structură etc.), soluţiile se aleg de la caz la caz. Spre exemplu, la Palatul Brătianu de pe Victoriei (Muzeul Enescu) s-au făcut mai multe tuburi în casele de scară, fără a interveni în restul structurii. La fel, la Palatul Justiţiei consolidarea s-a făcut în curţile interioare, pe faţade neexistând intervenţii majore. Fiecare consolidare este un proiect în sine, depinde şi de imaginaţia inginerului constructor, de formaţia şi inventivitatea sa.
În ceea ce priveşte clădirile noi, măsurile pentru prevenirea dezastrelor seismice se realizează după un normativ, care, deşi criticat de unii, impune anumite reguli peste care nu poate trece nimeni.
Noi ne confruntăm şi cu problema lipsei înregistrărilor seismelor mari, lucru ce ar ajuta la prevenirea statistică a unor astfel de dezastre. La cutremurul din 1940 s-a rupt seismograful de pe Cuţitul de Argint, iar în 1977 există o înregistrare doar în Bucureşti, pentru că în ţară s-au stricat toate seismografele. Există de asemenea o lipsă de informare în rândul populaţiei, dacă se poate spune, o lipsă a culturii seismice. Foarte multă lume se referă la scara Richter fără a şti că aceasta redă practic energia dezvoltată de cutremur şi se raportează direct la locul de producere. În plus, această scară este exponenţială: o diferenţă de un grad înseamnă că energia a fost de 1 000 de ori mai mare. Scara Mercalli în schimb măsoară acceleraţia de la nivelul solului şi este locală.
Clădirile noi folosesc foarte mult metalul, care deţine o ductilitate ridicată, sau betonul armat, care este şi el destul de ductil. Toate clădirile noi înalte apărute în Bucureşti în ultimii ani respectă normele de prevenire a seismelor. În cazul clădirii Charles de Gaulle, s-a optat pentru realizarea a cinci niveluri în subsol, construcţia fiind astfel bine ancorată în sit. Pământul fiind un mediu continuu, exista pericolul ca noua clădire să afecteze casele din jur, de aceea s-a folosit tehnica „top-down” (s-a săpat în trepte, până la ultimul nivel din subsol). La clădirea de birouri de la Armenească, procedeul a fost diferit: s-a săpat o incintă, ancorată în pământ, şi apoi s-a construit.

Ing. Costin Enescu, WestGroup

Realizarea construcţiilor înalte a devenit o necesitate odată cu evoluţia societăţii la noi în ţară. Astfel, costul terenului şi necesităţile economice şi sociale au stimulat realizarea acestor construcţii care asigură folosirea eficientă a suprafeţelor de teren.
Ţara noastră, în special Bucureştiul, este situată într-una dintre cele mai active zone seismice din Europa. De-a lungul timpului, s-au produs câteva cutremure de mare intensitate care au afectat clădirile existente. Începând din 1977, tehnologia existentă în ţară a permis măsurarea intensităţii mişcărilor seismice. Acest fapt, împreună cu studierea avariilor constatate la clădirile afectate de cutremure, a condus la conturarea unor metode moderne de proiectare şi la introducerea lor în ultimele norme de proiectare.
De asemenea, un rol hotărâtor îl are tehnica de calcul existentă.
Proiectarea structurii unei clădiri trebuie să ţină seama de faptul că solicitările generate de acţiunile seismice au un caracter particular în comparaţie cu cele datorate încărcărilor gravitaţionale (greutate proprie, încărcare utilă, zăpadă etc.) sau datorate vântului. Forţele de inerţie induse de mişcarea seismică sunt foarte mari în cazul în care se încearcă preluarea lor cu menţinerea deformaţiilor structurii în domeniul elastic. Din acest motiv, metodele moderne de proiectare limitează solicitările seismice prin acceptarea deformărilor plastice ale anumitor zone ale structurii. Prin deformarea plastică a zonelor respective se realizează disiparea celei mai mari părţi a energiei induse de cutremur. Aceste zone sunt denumite în proiectarea curentă articulaţii plastice. Totalitatea articulaţiilor plastice formează mecanismul de cedare plastică a structurii.
Parametrul care cuantifică capacitatea de deformare plastică este ductilitatea. Aceasta este raportul dintre deformaţia maximă a elementului şi deformaţia elastică maximă a acestuia. Elementele structurale ductile au o capacitate importantă de deformare plastică. În timpul cutremurelor importante, elementele ductile trebuie să preia deformaţii plastice mari fără ca prin aceasta capacitatea lor de rezistenţă să fie diminuată semnificativ. Pentru aceasta, în zonele ductile trebuie luate măsuri constructive suplimentare. Nu este necesar ca o structură de rezistenţă să fie în totalitate ductilă. Prevederea corespunzătoare a articulaţiilor plastice are ca efect limitarea solicitărilor în celelalte elemente structurale care nu trebuie să aibă o capacitate de deformare plastică ridicată.
Acest concept este fundamental şi din acest motiv proiectarea antiseismică a clădirilor înalte se poate face pe baza urmatoarei metodologii de proiectare:
– Alegerea structurii de rezistenţă în funcţie de cerinţele proiectului de arhitectură;
– Stabilirea articulaţiilor plastice astfel încât să permită o deformaţie cât mai mare a ansamblului structural la deformaţii cât mai mici ale articulaţiilor plastice;
– Zonele ce nu au ductilitate ridicată trebuie să fie astfel poziţionate încât să nu se poată deforma plastic;
– În funcţie de tipul structurii de rezistenţă şi de numărul şi de poziţia articulaţiilor plastice se stabileşte mărimea forţelor seismice considerate în calcul;
– Articulaţiile plastice stabilite de la început se dimensionează astfel încât să poată prelua solicitările induse de forţele seismice considerate;
– Zonele care nu sunt ductile se proiectează la solicitări sporite, proporţionale cu capacitatea portantă a articulaţiilor plastice;
– Proiectarea fundaţiilor în aceleaşi condiţii în care sunt proiectate elementele care nu sunt ductile.
Proiectarea construcţiilor înalte, după caz, poate fi completată cu metode avansate de calcul neliniar static sau dinamic. Metoda de calcul neliniar static constă în menţinerea constantă a încărcărilor verticale, în timp ce încărcările orizontale se măresc treptat până la atingerea deformaţiei-limită.
Metoda de calcul dinamic neliniar constă în simularea prin calcul a răspunsului structurii de rezistenţă supusă la o mişcare seismică (sau la un set de mişcări seismice) similară cu cea aşteptată în amplasament.
Prin aceste metode, se obţin rezultate mai apropiate de comportarea reală a construcţiei, se poate optimiza proiectarea structurilor respective şi se confirmă ipotezele făcute de proiectant în privinţa mecanismului de cedare plastică.
Într-o ţară cu risc seismic ridicat aşa cum este ţara noastră, având în vedere faptul că toate măsurile de prevedere pe care le luăm se bazează pe experienţa acumulată (în cazul nostru începând cu anul 1977), proiectarea clădirilor înalte trebuie să confere clădirilor noi, prin ipotezele luate în calcul, un grad de siguranţă superior celui necesar pentru situaţiile cunoscute.

Coșul de cumpărături
Nu exista produse în coș
Continuă cumpărăturile
0