Teza Doctorat Adina Lapuste

  • View
    48

  • Download
    3

Embed Size (px)

DESCRIPTION

doctorat gj

Transcript

  • FACULTATEA DE CONSTRUCII

    Asist. ing. Adina Victoria LPUTE

    TEZ DE DOCTORAT

    CONTRIBUII LA OPTIMIZAREA SOLUIILOR DE

    CONSOLIDARE SUB EXPLOATARE A

    CONSTRUCIILOR DE BETON ARMAT

    Conductor tiinific,

    Prof. dr. ing. Mircea PETRINA

  • 3

    INTRODUCERE

    O perioad lung de timp s-a considerat c betonul prezint o mare durabilitate, fiind

    comparat, sub acest aspect, cu rezistena i durabilitatea pietrei naturale.

    Pe msur ce nivelul cunotinelor despre caracteristicile mecanice, fizice i chimice

    ale betonului au crescut i s-a cumulat o anumit experien privind performanele

    structurilor din beton situate n medii agresive, conceptul de durabilitate a cptat

    semnificaii deosebite.

    S-a constatat astfel c att elementele din beton simplu, ct i cele de beton armat,

    situate n medii cu agresivitate chimic, precum i cele aflate n condiii normale de

    exploatare, sufer degradri dup o anumit perioad de timp.

    Din cauza acestui proces de deteriorare, durata de serviciu a unei construcii este

    limitat. Dup un anumit numr de ani, starea tehnic a cldirilor trebuie analizat pentru a

    se stabili msurile de remediere, consolidare sau, n situaie extrem, de demolare parial

    sau total.

    n funcie de gradul de depreciere a elementului avariat, de condiiile concrete de

    lucru, de rolul i importana acestuia n structur, se alege soluia optim de reabilitare.

    Soluia trebuie s asigure satisfacerea condiiilor de rezisten, rigiditate, stabilitate i

    durabilitate att pentru elementul consolidat, ct i pentru construcie n ansamblu.

    O caracteristic esenial, care face dificil abordarea acestui domeniu al reabilitrii

    construciilor, este aceea c nu se pot da soluii ablon, cauz din care alegerea soluiei

    optime este rezultatul unui proces decizional , condiionat de capacitatea i experiena

    cadrelor tehnice de specialitate.

    Pentru soluionarea aceluiai gen de probleme , la construcii diferite, s-au utilizat

    soluii constructive i tehnologii de execuie diferite , impuse de modul de alctuire,

    vechimea i starea construciei , de posibilitatea sau imposibilitatea ntreruperii fluxului

    tehnologic susinut de construcie, precum i de caracteristicile materialelor din care a fost

    realizat.

    Obiectivele tezei de doctorat

    La o serie de obiective industriale nu este posibil ntreruperea procesului de

    producie n perioada efecturii operaiilor de consolidare a structurii de rezisten. Aceasta

    necesit conceperea unor sisteme de consolidare care s fie montate i puse n funciune n

    perioadele ntreruperilor tehnologice curente. Asemenea sisteme trebuie s rspund la o

    serie de condiii: durat foarte scurt de montare, posibiliti de adaptare la abaterile de la

    geometria proiectat a structurii consolidate (abateri de execuie, deformaii accentuate

  • 4

    datorate deteriorrii structurii etc.), asigurarea manipulrii uoare a elementelor constitutive

    ale sistemului de consolidare, asigurarea intrrii instantanee a sistemului n lucru (fr

    perioade de ateptare), posibilitatea controlului eficienei msurilor de consolidare i a

    interveniei viznd eventuala majorare a aportului acestora.

    O punere similar a problemei se poate evidenia n cazul structurilor pentru cldiri

    de locuit la care, evacuarea locatarilor pe perioada efecturii consolidrii nu este de dorit.

    Prezenta tez de doctorat are ca obiective: contribuii la cunoaterea, definirea,

    calculul, aspecte constructive i tehnologice aferente acestui mod de abordare a

    reabilitrii/consolidrii structurilor de rezisten.

    Lucrarea este necesar, oportun i de actualitate deoarece aplicarea soluiilor de

    reabilitare sub exploatare conduce la evitarea perturbrii funciunii n cldirea respectiv pe

    perioada execuiei lucrrilor , respectiv a unor pierderi de producie, inerente soluiilor

    curente (care presupun ntreruperea activitii de producie) .

    Lucrarea de fa este structurat n ase capitole, a cror coninut este prezentat n

    continuare n mod succint.

    Capitolul 1 prezint sintetic cazuri de reabilitare din practica naional i

    internaional, realizate n ultimii ani, i o trecere n revist a soluiilor utilizate curent

    pentru consolidarea structurilor /elementelor structurale.

    n capitolul 2 se face introducerea n conceptul de reabilitare sub exploatare. Acest

    capitol dezvolt modul de calcul al sistemelor de consolidare a elementelor liniare. Este

    abordat i detaliat predimensionarea elementelor tiranilor macaz de consolidare i

    calculul strii de eforturi n elementul consolidat, respectiv eficiena soluiei de consolidare.

    Este realizat un exemplu de calcul rezolvat prin utilizarea relaiilor prezentate n acest

    capitol i experimentri numerice printr-un calcul n element finit i n programe elaborate

    n limbajul de programare Matlab.

    Capitolul 3 prezint sisteme de alctuire a soluiilor de consolidare sub exploatare

    la structuri liniare i plane cu aspecte tehnologice specifice.

    Capitolul 4 prezint contribuii la analiza sistemelor de consolidare a elementelor

    de suprafa cu recomandri privind modul de abordare n practica de proiectare a acestui

    domeniu.

    Capitolul 5 analizeaz o situaie concret de reabilitare sub exploatare a unei

    estacade de beton armat din industria chimic. Se trec n revist aspecte privind calculul

    soluiei de reabilitare, soluiile constructive, aspecte tehnologice i o analiz cost beneficiu

    care fundamenteaz din punct de vedere financiar alegerea soluiei de intervenie.

  • 5

    Capitolul 6 prezint concluziile cercetrii fcute, contribuiile originale i direciile

    de cercetare viitoare. Se evideniaz importana , actualitatea temei abordate i necesitatea

    aprofundrii acestei studiu. Se subliniaz aspectul aplicativ, n practica reabilitrii

    structurilor, al rezultatelor obinute.

    Problematica optimizarii sistemelor de reabilitare sub exploatare este abordata n

    tez prin modul n care sunt gestionai parametri ce definesc / condiioneaz soluiile de

    consolidare analizate.

  • 6

  • 7

    CUPRINS

    Cap. 1. Stadiul actual al problemei. Prelucrarea sintetic a cazurilor de degradare i

    a soluiilor adoptate ......................................................................................................... 13

    1.1. Introducere ...........................................................................................................13

    1.2. Prezentarea sintetic a unor cazuri de reabilitare din practica internaional n

    domeniu .......................................................................................................................17

    1.3.Procedee de refacere a capacitii portante la elemente liniare de beton armat i

    precomprimat GRINZI .............................................................................................34

    1.3.1. Refacerea capacitii portante a grinzilor fr modificarea schemei statice .....34

    1.3.2. Refacerea capacitii portante a grinzilor prin modificarea gabaritului iniial...34

    1.3.3. Refacerea capacitii portante a grinzilor prin modificarea schemei statice......35

    1.3.4. Refacerea capacitii portante prin sistemul grind macaz.............................35

    1.4. Procedee de refacere a capacitii portante la elemente liniare de beton armat

    STLPI.........................................................................................................................42

    1.4.1. Beton turnat n cofraj..........................................................................................44

    1.4.2. Beton torcretat....................................................................................................44

    1.4.3. Utilizarea rinilor..............................................................................................45

    1.4.4. Armturi.............................................................................................................45

    1.5. Procedee de refacere a capacitii portante la structuri de beton armat prin

    modificarea schemei statice..........................................................................................46

    Cap. 2. Reabilitarea sub exploatare a elementelor liniare ............................................48

    2.1.Principii teoretice de abordare a reabilitrii sub exploatare...................................48

    2.1.1. . Probleme ridicate de reabilitarea unei construcii............................................48

    2.1.1.1. Defectele unei construcii................................................................................48

    2.1.1.1.1. Defectele datorate proiectrii.......................................................................48

    2.1.1.1.2. Defectele datorate execuiei.........................................................................48

    2.1.1.1.3. Defectele ce se produc n timpul exploatrii................................................49

    2.1.1.2. Analiza defectelor constatate...........................................................................49

    2.1.2 Reabilitarea sub exploatare a unei construcii.....................................................49

    2.1.2.1. Principii generale privind reabilitarea sub exploatare.....................................49

    2.1.2.2. Concretizarea principiilor generale pe tipuri de elemente i ansambluri

    structurale ..........................................................................................