|
CAP 1.CARACTERUL ŞI IMPORTANŢA MIŞCĂRILOR SEISMICE
Cutremurele de pământ sunt fenomene fizice complexe, caracterizate printr-o mişcare haotică a păturilor superficiale ale globului terestru, având direcţia şi intensitatea extrem de variabile în timp. Intensitatea mişcării produsă de acţiunea cutremurelor variază de la valori imperceptibile (sesizate numai de instrumente foarte sensibile), până la şocuri violente cu consecinţe dezastruoase asupra oamenilor şi construcţiilor.
Avarierea sau distrugerea anumitor obiective industriale sau civile, pierderile de vieţi omeneşti, incendiile, alunecările de pământ, rupturile scoarţei pământului precum şi pagubele materiale pe care le cauzează efectele produse de cutremurele intensive, au implicaţii sociale şi economice din cele mai importante.
În vederea proiectării unei construcţii rezistente la acţiunea seismică, inginerul constructor este interesat să cunoască caracterul şi mărimea forţelor care se produc în timpul unui cutremur.
CAP 2.ORIGINEA ŞI CAUZELE CUTREMURELOR
Din observaţiile obţinute cu ajutorul aparaturii speciale existente în staţiile seismice s-a ajuns la concluzia că un cutremur începe printr-un şoc puternic, similar unei explozii, situat într-o zonă din interiorul pământului. Centrul acestei perturbări, se numeşte focar sau hipocentru.
Energia şocului produsă în focar se manifestă radial în toate direcţiile, fiind transmisă către exterior prin intermediul unor unde elastice de diverse tipuri. Datorită fenomenelor de refracţie şi reflexie, natura undelor se modifică în permanenţă iar intensitatea lor scade cu depărtarea de hipocenţru. Punctul de pe suprafaţa terestră care se află deasupra hipocentrului poartă denumirea de epicentrul cutremurului. Localizarea se face în mod aproximativ utilizând înregistrările obţinute mai ales în urma cutremurelor puternice.
În general, cutremurele de pământ au origine vulcanică sau tectonică.
Cutremurele tectonice sunt cele mai frecvente iar energia pe care o eliberează se extinde pe zone mari de la suprafaţa pământului. Cutremurele tectonice au efectul distructiv cel mai pronunţat.
CAP 3.MIŞCAREA PRODUSĂ DE ACŢIUNEA SEISMICĂ
Mişcarea terenului produsă de acţiunea cutremurelor se determină cu ajutorul instrumentelor moderne, seismometre sau accelerometre.
Aparatura modernă permite să se înregistreze simultan trei componente ale mişcării terenului, pe direcţiile: verticală, orizontală N–S şi orizontală E–V. în baza acestor înregistrări pot fi reconstituite atât mişcările cât şi traiectoria undelor.
În general durata unui cutremur distructiv este mica. De obicei, după şocul principal urmează post-şocurile, care pot avea sau nu efecte distrugătoare.
CAP 4. SCĂRI DE INTENSITATE SEISMIC
Cu ajutorul scărilor seismice se determină gradul de intensitate al unui cutremur.
Principalele scări de intensitate seismică care se folosesc în diverse regiuni ale lumii:
SCARA DE INTENSITATE MERCALLI MODIFICATĂ
Scara de intensitate MM, exprimă gradul de violenţă a unei mişcări de pământ, prin efectele pe care le au cutremurele asupra oamenilor, obiectelor, clădirilor etc. Scara conţine 12 grade iar o avarie superficială a structurilor de rezistenţă mai slabe începe cu gradul V, mărindu-se în importanţă până la distrugerea totală la gradul XII.
Fiecărui grad de intensitate îi corespunde o valoare orientativă pentru acceleraţia medie echivalentă a unui cutremur. Scara MM, se foloseşte atunci când nu există înregistrări instrumentale care să permită determinarea intensităţii unui cutremur.
SCARA MAGNITUDINII RICHTER
Scara magnitudinii conţine 8 grade si dă posibilitatea aprecierii aproximative a intensităţii unui şoc seismic prin mărimea energiei de deformaţie eliberată prin ruptura faliei. Prin intermediul magnitudinii, notată cu M, se pot obţine informaţii cantitative cu privire la energia şocurilor seismice declanşată în focar.
Prin definiţie, magnitudinea M a unui cutremur reprezintă logaritmul în baza 10 a amplitudinii maxime măsurată în microni şi înregistrată la 100 km de la epicentru cu un seismometru de torsiune având perioada T0 = 0,8 s.
CAP 5. ACŢIUNEA DISTRUCTIVĂ A MIŞCĂRII SEISMICE ASUPRA CONSTRUCŢIILOR
Explicarea avariilor şi distrugerilor produse de cutremure poate contribui în mod esenţial la stabilirea regulilor şi prescripţiilor privind proiectarea structurilor situate în zone seismice. Aceste avarii şi distrugeri trebuie interpretate şi înţelese cât mai judicios, ţinându-se seama de toţi factorii care intervin.
Comportarea în ansamblu a unei construcţii la acţiunea distructivă a şocurilor seismice depinde de următorii factori principali:
- tipul structural şi distribuţia spaţială a rigidităţilor;
-dimensiunile geometrice mai importante: forma în plan şi
înălţimea totală;
- materialele utilizate şi proprietăţile lor fizico-mecanice;
- distribuţia zidurilor despărţitoare şi procentul de goluri;
- natura terenului în care este amplasată construcţia;
- tipul de fundaţie adoptat şi condiţiile de fundare;
- destinaţia construcţiei;
- calitatea execuţiei etc.
În acelaşi timp, deteriorările sau distrugerile pot fi diferite chiar pentru acelaşi cutremur sau pentru cutremure având diverse poziţii ale epicentrului. De asemenea, mai intervin geologia terenului prin care se transmit undele seismice de la focar până la suprafaţă, natura straturilor superficiale, existenţa apelor subterane şi poziţia pînzei freatice etc.
Rezultă deci, că efectul cutremurelor asupra construcţiilor este mult mai complicat şi nu poate fi definit exclusiv de gradul acestuia, fără a ţine seama de toţi factorii menţionaţi mai sus.
În general, distrugerea unei construcţii în urma unui cutremur se poate atribui următoarelor erori:
-1. erori de execuţie : utilizarea unor betoane slabe, plasarea greşită a armăturilor, segregări ale betonului, îmbinări defectuoase, etc.
-2. erori de proiectare: Astfel, pot fi greşit concepute structura de rezistenţă, distribuţia rigidităţilor, dimensiunile şi forma unor elemente de rezistenţă, calitatea materialelor folosite, conformarea spaţială a structurii etc.
-3. erori de calcul: Care se pot datora unei false schematizări a structurii de rezistenţă, utilizării unor metode greşite de analiză, aprecierii eronate a datelor de intrare, subdimensionării unor piese puternic solicitate etc.
-4. erori în datele geotehnice: Cu privire la compresibilitatea pământului, gradul de umezeală, susceptibilitatea la tasări, perioada dominantă a terenului etc.
-5. erori în normele de proiectare: Un proiect, chiar dacă este riguros întocmit în baza normelor de calcul oficiale (excluzând erorile posibile enumerate mai sus), poate fi compromis dacă prevederile regulamentului nu concordă cu forţele efective ce se manifestă în timpul unui cutremur.
Construcţiile din beton armat, monolit au în general o comportare satisfăcătoare la solicitările produse de cutremure atunci când sunt bine proiectate şi executate.
Principalele avarii observate la aceste construcţii sunt în rezumat următoarele:
- forfecarea stâlpilor şi în special a celor de colţ şi de faţadă mai solicitaţi;
- plastifieri ale capetelor stâlpilor de la parter, în cazul construcţiilor al căror parter are o flexibilitate pronunţată, datorită concentrărilor de energie;
- cedarea îmbinărilor în noduri, la capetele stâlpilor cu forţe axiale mari, prin distrugerea betonului şi flambarea armăturii, datorită lipsei etrierilor;
- fisuri sau cedări plastice în grinzile slab armate sau puternic solicitate (la îmbinările cu stâlpii exteriori sau în casa scării);
- avarii pronunţate în elementele verticale de rezistenţă (stâlpi, diafragme) datorită asimetriei structurale şi apariţiei fenomenelor de torsiune;
- plastifierea buiandrugurilor la construcţiile înalte în diafragme verticale de rezistenţă, care funcţionează ca concentratori de energie;
- dizlocarea zidăriei de umplutură (neportantă);
- crăpături în fundaţii continue sau pe radier etc.
Construcţiile din zidărie portantă, cu puţine niveluri şi consolidate cu elemente verticale şi orizontale de rezistenţă de beton armat, pot constitui structuri antiseismice satisfăcătoare.
Dintre avariile mai importante ce se observă la aceste tipuri de construcţii pot fi menţionate:
- dizlocarea zidurilor longitudinale de cele transversale;
- încovoierea pereţilor, cu suprafaţă mare, în plan orizontal şi vertical, mai ales când aderenţa dintre mortar şi zidărie este slabă;
- avarii la colţuri şi încrucişări;
- fisuri oblice sau rupturi mai ales în şpaleţi, datorită cedării la eforturi principale de întindere;
- separarea zidăriei prin deschiderea rosturilor verticale;
- deformarea golurilor;
- detaşarea buiandrugurilor;
- dizlocarea centurilor din pereţi;
- deplasarea planşeelor;
- prăbuşirea calcanelor lipsite de legături;
- prăbuşirea acoperişurilor grele;
- dizlocări ale fundaţiilor.
CAP 6.EFECTELE CUTREMURULUI ASUPRA CLĂDIRILOR
Au fost constatate avarii importante ale structurilor din beton armat.
Caracteristicile avariilor produse de cutremur, au fost urmatoarele:
- colapsul sau distrugerea primului nivel flexibil;
- colapsul sau distrugerea primului nivel sau/si al altui nivel de asemenea slab;
- colapsul complet sau distrugerea totala a etajelor sau a legaturii intre nivele;
- avarierea imbinarilor elementelor din otel, a elementelor compozite si a elementelor din beton armat;
- avarierea ancorajelor structurilor din otel la nivelul prinderii stâlpilor in
fundatii;
- avarierea ancorajelor armaturilor din peretii structurali;
- avarierea nodurilor de cadre grinda – stalp;
- colapsul sau distrugerea grava datorita cedarii transversale a stâlpilor din
beton armat, prin ruperea armaturii transversale;
- avarii datorate ciocnirii structurilor invecinate;
- prabusirea elementelor prefabricate ale articelor sau lateralelor acoperisului.
In afara colapsurilor, a distrugerilor partiale si a avariilor constructiilor ,se constata ca efectele secundare sau dezastrele asociate s-au manifestat
evident, producând sau contribuind la distrugerile provocate de fenomenul principal, CUTREMUR,.
|
