Rezumat Teza de Doctorat MIHAI

UNIVERSITATEA TEHNIC DE CONSTRUCII BUCURETI FACULTATEA DE CONSTRUCII CIVILE, INDUSTRIALE I AGRICOLE

DEPARTAMENTUL DE MECANICA STRUCTURILOR

REZUMAT TEZA DE DOCTORAT

EVALUAREA SEISMIC A TERITORIULUI MUNICIPIULUI CRAIOVA I COMPORTAREA

ANUMITOR CATEGORII DE CLDIRI PE DURATA CUTREMURULUI PUTERNIC DIN 4 MARTIE 1977

Doctorand: Conf. univ. dr. ing. MIHAI (CLBUREANU POPESCU) Mdlina

Xenia

Conductor tiinific: Prof. Univ. Emerit Dr. Ing. Mihail IFRIM

Doctor Honoris Causa al U.T.C.B.

- 2014 -

Cuprins

1. SEISMICITATEA TERITORIULUI OLTENIEI I EVALUAREA RISCULUI SEISMIC AFERENT

1/2

1.1. Cercetri privind seismicitatea regiunii Oltenia 1/2 1.1.1 Generaliti privind caracterizarea seismic a terenului 6 1.1.2 Date geografice pentru Regiunea Oltenia (clim, relief, resurse naturale, hidrografie etc.)

10

1.2. Micro i macro-zonarea Regiunii Oltenia 12/4 1.2.1 Zonarea seismic a zonei metropolitane 12 1.2.2 Cercetri privind comportamentul unor cldiri din regiunea Oltenia la cutremurul din 4 martie 1977

15

1.2.3 Surse seismice caracteristici i geometrie 18 1.3. Evaluarea riscului seismic aferent 19/7

1.3.1 Conceptul de risc seismic. Definiii i puncte de vedere privind conceptul de risc seismic

19

1.3.2 Analiza de risc seismic 24 1.3.2.1 Clasificarea factorilor de risc seismic 25 1.3.2.2 Risc, hazard i vulnerabilitatea seismic 27

1.3.3 Analiza de hazard seismic 29 1.3.4 Posibiliti de reducere a riscului seismic 41 1.3.5 Evaluari complexe ale efectelor seismice locale in vederea reducerii riscului

seismic 43

2. ACHIZIIA I PROCESAREA NREGISTRRILOR MICRILOR SEISMICE PUTERNICE

56/13

2.1 nregistrarea micrilor seismice puternice. Aparatur de nregistrare. 56/13 2.2 Reele de nregistrare a cutremurelor puternice 62/13

2.2.1 Reele seismice n Romnia 62 2.2.2 Reeaua seismic naional INCDFP 64

2.3 Prelucrarea nregistrrilor accelerografice obinute n timpul cutremurelor puternice vrncene (1977 - 1990) 65/14

2.3.1 Caracteristici ale micrii seismice, considerate n analize, bazate pe prelucrri primare ale accelerogramelor corectate 66

2.3.2 Rezultate comparative pentru intensitatea micrii terenului pentru seismele din 1986.08.30, 1990.05.30 i 1990.05.31 68

2.4 Prelucrarea a nregistrrilor accelerografice obinute n timpul cutremurelor puternice vrncene pentru regiunea Oltenia

73/15

2.4.1 Analiza directivitii i a fenomenului de atenuare 73 2.4.2 Concluzii pentru studiile de zonare seismic a Regiunii Oltenia 94 2.4.3 Concluzii pentru studiile de microzonare a municipiului Craiova 96

3. CUTREMURUL DIN 4 MARTIE 1977 N MUNICIPIUL CRAIOVA 101/21

3.1. Cutremurul din 4 martie 1977 n Craiova. Date, mrturii 101 3.2. Imobile cu risc seismic ridicat din Craiova i situaia fondului locativ 103 3.3 nregistrri obinute la cutremurul din 4 martie 1977 108

4. EXPERTIZAREA TEHNIC PRIN INVESTIGAII DINAMICE EXPERIMENTALE PENTRU EVIDENIEREA COMPORTRII UNOR CATEGORII DE CLDIRI PE DURATA CUTREMURULUI DIN 4 MARTIE 1977 AMPLASATE N MUNICIPIUL CRAIOVA

116/22

4.1 Expertizarea tehnic prin investigaii dinamice experimentale pentru cldirea Cminul studenesc nr. 10 , Universitatea din Craiova

116/22

4.1.1 Introducere 116

4.1.2 Descrierea succesiv a sistemului constructiv i structural al cldirii

116 4.1.3 Investigaii experimentale pentru determinarea caracteristicilor dinamice proprii

ale cldirii 117

4.1.4 Rezultate obinute. Interpretarea rezultatelor 120 4.1.5 Concluzii finale ale rezultatelor investigaiilor experimentale i analizei

comportamentului dinamic al cldirii

121

4.2 Expertizarea tehnic prin investigaii dinamice experimentale n vederea consolidrii pentru cldirea Facultii de Mecanic din Craiova

123/26

4.2.1 Introducere 123 4.2.2 Descrierea succesiv a sistemului constructiv i structural al cldirii


ale cldirii 125

4.2.4 Rezultate obinute. Interpretarea rezultatelor 127 4.2.5 Concluzii privind rezultatele investigaiilor experimentale i analizei

comportamentului dinamic al cldirii

137

4.3 Expertizarea tehnic prin investigaii dinamice experimentale n vederea consolidrii pentru cldirea Facultii de Electrotehnic din Craiova

142/31



ale cldirii 144


comportamentului dinamic al cldirii Facultii de Electrotehnic

156

4.4 Expertizarea tehnic prin investigaii dinamice experimentale n vederea consolidrii pentru cldirea Universitii din Craiova Corp B

160/36



ale cldirii 165


comportamentului dinamic al cldirii Universitii din Craiova Corp B

183

5 CONCLUZII GENERALE, CONTRIBUII PERSONALE I DIRECII DE CERCETARE ULTERIOARE

190/42

5.1 Concluzii generale 190/42 5.2 Unele precizri finale 202/53

5.2.1 Definirea indicatorilor seismici 202 5.2.2 Clase de risc seismic 202 5.2.3 Rezultate privind clasele de risc seismic aferente cldirilor expertizate 203

5.3 5.4

Contribuii personale Direcii de cercetare ulterioare

204/55 206/57

6 BIBLIOGRAFIE SELECTIV 207/58 7 LISTA DE LUCRRI PUBLICATE 214/60

MULUMIRI Prezenta tez de doctorat este rezultatul unor studii documentare materializate n

cercetri teoretice i experimentale efectuate de ctre autoare n vederea realizrii obiectivului propus prin alegerea temei i a avut drept scop aducerea unor contribuii proprii la evaluarea seismic a Municipiului Craiova. Prin investigaii instrumentale s-a realizat studiul comportamentului mai multor categorii de cldiri la puternicul seism din 4 martie 1977. Toate cercetrile conduc la concluzii importante pentru fondul construit din municipiul Craiova n ceea ce privete evaluarea vulnerabilitii seismice. n cazul apariiei unor micri seismice puternice cercetrile efectuate i concluziile acestora pot ajuta la reducerea riscului seismic n zon. Prin expertizarea cldirilor ce prezint vulnerabilitate seismic semnificativ se pot identifica eventualele degradri structurale n vederea elaborrii interveniilor de reabilitare.

Pentru ntreaga perioad n care am urmat ca doctorand studiile n cadrul Universitii Tehnice de Construcii Bucureti i mulumesc foarte mult doamnei Decan Prof. Univ. Dr. Ing. Daniela Preda.

Mulumesc domnilor Prof. univ. dr. ing. Gheorghe Oprea i Prof. Univ. Dr. Ing. Ramiro Sofronie, pentru onoarea ce mi-au fcut-o acceptnd propunerea de a face parte din comisia de susinere i le sunt recunosctoare pentru aleasa ndrumare i evaluare a calitii activitii mele de cercetare.

Adresez calde mulumiri conductorului tiinific, d-lui prof. dr. ing. Mihail Ifrim, pentru ndrumarea deosebit de meticuloas, consultana tiinific i observaiile critice extrem de preioase oferite pe tot parcursul realizrii acestei lucrri.

Mulumesc foarte mult pentru deosebita grij i ansa de colaborare pe care mi-a oferit-o dl. prof.univ. dr. ing. Mihail Ifrim, care mi-a insuflat dorina de a folosi cunotinele mele de vibraii mecanice ntr-un domeniu complementar, cel al ingineriei seismice.

Mulumesc d-lui prof. dr. ing. Liviu Demetriu pentru ncurajrile i sfaturile deosebit de utile oferite de-a lungul elaborrii lucrrii.

La realizarea lucrrii am primit sprijin din partea dr. I. S. Borcia, cruia i aduc mulumirile mele.

Nu n ultimul rnd, mulumesc soului i copiilor mei care m-au susinut n toi aceti ani de cercetare, pentru rbdare i necondiionat nelegere. Mulumesc surorii mele pentru ajutorul permanent n tot ceea ce ntreprind. Dedic aceast lucrare memoriei tatlui meu, care mi-a cluzit paii n ntreaga sa via i m-a ndreptat ctre domeniul tehnicii.

Mdlina Clbureanu

EVALUAREA SEISMIC A TERITORIULUI MUNICIPIULUI CRAIOVA I COMPORTAREA ANUMITOR CATEGORII DE CLDIRI PE DURATA CUTREMURULUI PUTERNIC DIN 4 MARTIE 1977

1

INTRODUCERE Prezenta tez de doctorat este rezultatul unor studii documentare materializate n cercetri teoretice i experimentale efectuate de ctre autoare n vederea realizrii obiectivului propus prin alegerea temei i a avut drept scop aducerea unor contribuii proprii la evaluarea seismic a municipiului Craiova. Prin investigaii instrumentale s-a realizat studiul comportamentului a mai multor categorii de cldiri la puternicul seism din 4 martie 1977. Toate cercetrile conduc la concluzii importante pentru fondul construit din municipiul Craiova n ce privete vulnerabilitatea seismic. n cazul apariiei unor micri seismice puternice cercetrile efectuate i concluziile acestora pot ajuta la scderea riscului seismic n zon. Prin expertizarea cldirilor ce prezint vulnerabilitate seismic se pot determina eventualele defecte i realiza reabilitri. Reducerea riscului seismic pentru cldirile existente n zonele supuse hazardului seismic este una dintre cele mai importante sarcini pentru ingineria civil i n acest scop trebuie respectate anumite principii n evaluarea seismic, consolidarea cldirilor existente i construirea cldirilor noi. Necesitatea abordrii temei rezult din ansamblul concluziilor rezultate din analiza fondului construit n municipiul Craiova, care conine o gam larg de tipuri de cldiri alctuite diferit dn punct de vedere constructiv i al rigiditii acestora, cu o vechime considerabil i care nefiind expertizate seismic sunt supuse unui grad foarte mare de vulnerabilitate seismic. Obiectivul major i, n esen, scopul tezei este acela de a realiza evaluarea seismic a teritoriului Municipiului Craiova i de extragere a unor concluzii importante din analiza comportamentului mai multor tipuri de cldiri pe durata cutremurului puternic din 4 martie 1977. Teza de doctorat este structurat pe cinci capitole, al cror coninut va fi prezentat pe scurt, n cele ce urmeaz. Capitolul 1 prezint cercetri privind seismicitatea regiunii Oltenia, prin caracterizarea seismic a terenului, prin date geografice, surse seismice i observaii privind comportamentul unor cldiri din regiunea Oltenia la cutremurul din 4 martie 1977. Se urmrete evaluarea riscului seismic aferent prin analiza complex a efectelor seismice locale in vederea reducerii vulnerabilitii seismice i ce posibiliti de reducere a riscului seismic sunt aplicabile regiunii. n capitolul 2 se realizeaz prelucrarea nregistrrilor accelerografice obinute n timpul cutremurelor puternice vrncene pentru regiunea Oltenia. Sunt prezentate rezultate comparative pentru intensitatea micrii terenului pentru seismele din 1986.08.30, 1990.05.30 i 1990.05.31date de achiziia i procesarea nregistrrilor micrilor seismice


2

puternice n staia seismic Craiova. Prin analiza directivitii i a fenomenului de atenuare se extrag concluzii pentru studiile de zonare seismic a Regiunii Oltenia i concluzii pentru studiile de microzonare a municipiului Craiova. Capitolul 3 prezint cutremurul din 4 martie 1977 n Craiova, pagubele nregistrate i implicit arat necesitatea unui studiu n zon privind imobilele cu risc seismic ridicat din municipiu i situaia fondului locativ. Capitolul 4 prezint

expertizarea tehnic prin investigaii dinamice experimentale pentru evidenierea comportrii mai multor tipuri de cldiri pe durata cutremurului din 4 martie 1977 amplsate n municipiul Craiova: Cminul studenesc nr. 10 , Universitatea din Craiova, cldirea Facultii de Mecanic din Craiova, cldirea Facultii de Electrotehnic din Craiova, cldirea Universitii din Craiova Corp B. Sunt extrase concluzii finale ale rezultatelor investigaiilor experimentale i analizei comportamentului dinamic ale cldirilor expertizate. n capitolul 5 sunt prezentate concluzii finale privind evaluarea seismic a municipiului Craiova, contribuiile personale i direcii de cercetare ulterioare.

1. SEISMICITATEA TERITORIULUI OLTENIEI I EVALUAREA RISCULUI SEISMIC AFERENT

1.1 Cercetri privind seismicitatea regiunii Oltenia Teritoriul Romniei este amplasat pe trei falii tectonice: PLACA EST EUROPEAN,

SUBPLACA MOESIC i SUBPLACA INTRALPIN, plci care se intersecteaz n zona Vrancea, zon recunoscut n domeniul seismologiei ca o zon activ, cu manifestri dintre cele mai puternice de-a lungul anilor.

Zona III - o parte din nordul Moldovei, Transilvania i Oltenia, sudul Munteniei i Dobrogea cuprinznd de asemenea 14 judee - acestea dein o populaie de 6 milioane de locuitori cu un grad de urbanizare de 48%, n care cutremurele ating o magnitudine maxim de 7 grade Richter i o ciclitate de 40 50 ani.

1.1.1 Generaliti privind caracterizarea seismic a terenului Principalele zone cu seismicitate crustal din Romnia sunt:

1. depresiunea Brlad; 2. depresiunea Predobrogean i Orogenul Nord Dobrogean; 3. zona crustal Vrancea i bazinul Focani; 4. zona abla;


3

5. aria Intramoesic; 6. zona Fgra-Cmpulung-Sinaia; 7. zona danubian i vest Oltenia; 8. zona Banat, zonele Criana i Maramure, i zona Trnavelor.

Fig. 1.1 Harta macrozonrii seismice a Romniei (http://inforisx.incerc2004.ro/st93.htm)

Activitatea seismic de la vest de rul Olt s-a manifestat prin seisme moderate, rareori depind Mw5 [http://infp.infp.ro/projects/site_CORSEISTECT/ ro/re_etapa6.html].

Tab. 1.4 Lista cutremurelor de pe teritoriul Olteniei [INFP; Atanasiu, 1961] Categorii An Epicentru Magnitudine Mw Mw 4,0-5,0 1879-1880 11 cutremure n zona Moldova Nou 4.7

1984 La sud de Oravia 4.7 1912 la S de Tg.Jiu 4.5 1963 la NV de Tg.Jiu 4.5

Mw>5,0 1991 zona Mehadia-Bile Herculane 5.6 1879 Moldova Nou 5.3 1943 Tismana 5.2


4

Se poate observa c mai numeroase au fost cutremurele cu Mw 3,0-4,9 localizate mai ales la N i E de Tg.Jiu. n partea de sud a Olteniei s-au resimit cteva cutremure mici/moderate (Mw 3,0-4,9) ntre Craiova i Caracal, iar altele mai slabe Mw 3,0 au fost la N i V de Tg.Jiu.

Mecanismele focale din Oltenia de vest i zona danubian indic falieri inverse la sud de Craiova, la sud de Tr.Severin, la est i nord-vest de Tg.Jiu, i falieri normale, la Bile Herculane i est de Tg.Jiu. Cutremurele sunt legate fie de sistemele de falii transversale din platform, fie de sistemul de falii est-vest de afundare a platformei sub orogen. Unele cutremure din zona Craiova-Slatina pot fi legate de masivul intrusiv Bal-Optai, altele pot fi legate de contactul dintre Getic i Danubian, pe faliile Timocului i Tg.Jiu, sau de grabenul Cernei pe linia Vrciorova-Baia de Aram.

n extremitatea de vest a Olteniei i n Mehedini apar cteva aliniamente orientate NE de cutremure secundare: linia Drobeta Turnu Severin - Trgu Jiu, pe care s-au produs doua evenimente cu M = 4.5 n 1962 i 1963. Soluiile planelor de falie disponibile sugereaz pentru aceasta zon un mecanism de faliere predominant cu alunecare n direcie (strike-slip) [Craiu, 2011].

1.2. Micro i macro-zonarea Regiunii Oltenia 1.2.1 Zonarea seismic a zonei metropolitane

Zonarea teritoriului Romniei pe baza intensitii seismice, ncadreaz municipiul Craiova i zona metropolitana n zona seismic D, de grad seismic 8.

1.2.2 Date geografice pentru Regiunea Oltenia (clim, relief, hidrografie etc.) [forum.transira.ro/download.php?id=60136]

Structura straturilor geologice pe care se situeaz municipiul Craiova i zona metropolitan este alctuit din roci moi, tinere, n parte neconsolidate: argile rocate, nisipuri, pietriuri i depozite loessoide, dispuse n orizonturi relativ omogene i cu geodeclivitate slab ori moderat.

Zonarea seismic a teritoriului municipiului Craiova, dup modul de manifestare seismic a substratului, bazat pe efectele cutremurului din 1977, i apreciat ca intensitate seismic pe scara MSK conform STAS 11100/1993 i parametrilor de zonare a seismicitii teritoriului studiat conform normativului P100/1992 (avnd ca perioad medie de revenire a cutremurelor cu intensitate mai mare de 6 grade pe scara Richter), comport pe msura creterii intensitii seismice, urmtoarele zone: zona 1 zona piemontan nalt, pe care se desfoar cartierul Bariera Vlcii,


5

cu efecte mai reduse dect zona 2; zona 2 terasele V, IV, III, cu cartierele Brazda lui Novac, Rovine, Calea Bucureti, Srari, zona central, vor resimi efectul seismic mai slab dect zona 3; zona 3 terasa a-II-a, pe care sunt aezate cartierele: Craiovia Nou, 1 Mai, Romaneti i Valea Roie, va prezenta distrugeri mai mici dect zona 4; zona 4 terasa I-a i lunca Jiului, n care se afl cartierele Brestei, Nisipului, Lunc i Catargiu vor fi cele mai afectate n urma unui seism cu intensitate MSK mai mare de 6, datorit prezenei depozitelor nisipoase slab consolidate sau neconsolidate. Saturate n ap, acestea sufer la cutremure un proces de lichefiere, fiind supuse unor solicitri de forfecare, manifestnd o tendin de ndesare, la care se opune apa din pori. [forum.transira.ro/download.php?id=60136]

1.2.3 Cercetri privind comportamentul unor cldiri din regiunea Oltenia la cutremurul din 4 martie 1977

Seismul a lovit, cu o for distructiv rar ntlnit, nou judee ale rii printre care i Doljul [Tri, 1978]. Pagubele aduse de cutremurul din 4 martie 1977 n judeul Dolj se prezinta prin urmtoarele: 40675 cldiri din fondul vechi de locuine (13290 la orae i 27385 la sate) din acestea 537 cldiri de locuit s-au prbuit

3 913 familii au rmas fr adpost 28 blocuri cu peste 4 nivele (grav avariate), 151 blocuri cu peste 4 nivele (uor avariate) 541 cldiri n domeniul social-cultural printre care: 171 coli generale, 83 grdinie, 29 licee, 19 ateliere coal, 40 internate, 14 case de copii i coli speciale, 72 cmine culturale, 6 case de cultur, 3 teatre, 6 cinematografe;

39 de ntreprinderi republicane nsumnd 106 secii i ateliere; 72 construcii zootehnice, 442 uniti comerciale i prestatoare de servicii; 3 hoteluri, 134 biserici Localitile rurale Sadova, Ostroveni, Bucov, Cooveni i Damian au fost grav afectate S-au nregistrat 812 accidentai i 41 de mori Sediile unor importante instituii politice, sociale, culturale i de art, adevrate monumente ale arhitecturii romneti, au fost grav avariate : Sediul Comitetului judeean Dolj al P.C.R. i al Consiliului popular judeean Muzeul Olteniei", Muzeul de art, Universitatea, Sediul Comitetului judeean pentru cultur i educaie socialist, Teatrul de ppui, Teatrul de operet, Institutul pedagogic


Liceul Nicolae Blcescu", Facultatea de agronomie i horticultura, Casa Bniei Grupul colar ,,Electroputere", Biblioteca judeean, Liceul Fraii Buzeti" Valoarea pagubelor se ridic, numai la fondul de locuine, la aproape 200 milioane lei, iar n industrie la cea 150 milioane lei [Tri, 1978].

Fig. 1.7 Universitatea din Craiova

Fig. 1.8 Prefectura Dolj exterior i imobile din centrul oraului

1.2.3 Surse seismice caracteristici i geometrie Protecia seismic implic identificarea i distribuia vulnerabilitii n faa unor astfel de fenomene naturale pentru fiecare zon, societate i chiar pe plan mondial. [Moldovan, 21] Sursele seismogenic care afecteaz partea central a teritoriului romnesc sunt sursele locale crustale:

- Fgra-Cmpulung-Sinaia (FG-CP-SI); - sursele regionale crustale: Depresiunea Transilvania (TD); - sursa regional intermediar: Vrancea (VI ).

Pe lng sursa regional Vrancea cu cea mai mare influen asupra vulnerabilitii sesimice


7

avem sursele crustale Fgra-Cmpulung-Sinaia.

Fig. 1.9 Prefectura Dolj interior i alte cldiri din centrul oraului zona Lipscani

1.3 Evaluarea riscului seismic aferent 1.3.1 Conceptul de risc seismic. Definiii i puncte de vedere privind conceptul de risc seismic 1.3.2.1 Clasificarea factorilor de risc seismic Dezastrele poteniale posibile, care intervin in definirea hazardului seismic, implicit a riscului seismic, sunt de dou mari categorii, i anume [Ifrim, 2005]: Dezastre datorate unor cauze naturale: cutremure tectonice, alunecri sau datorate prbuirii masivelor de pmnt, inundaii naturale, fenomene meteorologice; Dezastre datorate unor cauze artificiale: generate de oameni, accidente tehnologice, accidente biochimice, etc. Mai departe se vor face, in exclusivitate, referiri la definirea riscului aferent dezastrelor naturale produse numai pe durata unor micri seismice semnificative intense.

Se poate admite urmtoarea clasificare a factorilor de risc seismic: Factori de risc seismic cu caracter obiectiv (bazai pe cauze obiective); Factori de risc seismic cu caracter subiectiv (bazai pe cauze subiective). n continuare se va trata pe larg fiecare tip de factori de risc seismic:

1.3.2.2 Risc, hazard i vulnerabilitate seismic Se poate admite urmtoarea legtur ntre RISCUL SEISMIC (RS), HAZARDUL


8

SEISMIC (HS) i VULNERABILITATEA SEISMIC (VS) ce se poate exprima prin intermediul relaiei formale [Ifrim, 2005]:

RS=HS*VS. (1.4) Se poate observa c riscul seismic (RS) asociat amplasamentelor i obiectivelor expuse micrilor seismice, se bazeaz pe combinarea hazardului seismic (HS) i vulnerabilitii seismice (VS).

1.3.3 Analiza de hazard seismic Analiza de hazard seismic pentru teritoriul romnesc extracarpatic din care face parte

i Regiunea Oltenia este realizat prin abordarea determinist. Acest tip de abordare a fost aplicat cu succes pentru cutremurele crustale n Italia, Algeria, Bulgaria (Eds. Panza, Radulian, Trifu, 2000) etc.

Procedura aplicat n cazul teritoriului romnesc extracarpatic inclusiv Regiunea Oltenia este reprezentat schematic n diagrama din fig. 1.17.

Fig. 1.17 Procedura de abordare determinist propus a fi folosit pentru analiza de risc seismic pentru teritoriul extracarpatic inclusiv Regiunea Oltenia [http://www.infp.ro/seismicitate-locala/hazard-

seismic]

Delimitarea morfostructurala a regiunii de interes

Modelarea numerica a structurilor de

propagare

Mecanisme focale

Zone seismogene

Catalogul cutremurelor

Definirea surselor

Modelare parametrica a perechilor sursa amplasament de interes

Calcularea seismsmogramelor sintetice

Unde P-SV Unde SH

Rotiri,compuneri, prelucrare a semnalului sintetic

Semnale seismice inregistrate la

cutremurele puternice pentru fiecare

amplasament de interes

Ro

tiri,f

iltra

ri, pr

eluc

raris

imila

re

ale

se

mn

ale

lor

re

ale

si

sinte

tice

Extragerea parametrilor semnificativi ai miscarii seismice evaluate sintetic, interpretare, reprezentare grafica (seismograme,harti etc)

Comparatie real-sintetic ,validari si

calibrari ale modelarii sintetice


9

1.3.4 Posibiliti de reducere a riscului seismic Avnd n vedere cele prezentate anterior se poate spune c un hazard seismic

ridicat nu implic neaprat i un risc seismic ridicat. Modificarea vulnerabilitii seismice este singura posibilitate n vederea descreterii

riscului seismic; aceasta se poate face numai n urma unor cercetri aprofundate de microzonare seismic a regiunii studiate.

1.3.5 Evaluri ale efectelor seismice locale n vederea reducerii riscului seismic n regiunea Oltenia Inputul seismic - Pentru Regiunea Oltenia au fost nregistrate informaii n legtur cu urmtoarele seisme [INCERC, http://www.incerc2004.ro/], conform tabelului urmtor:

Tab. 1.7 Date generale seisme nregistrate n Craiova

Seism LatN LongE CodSeism h(km) Data Mw Vrancea M (G-R) = 7.2 45.34 26.30 19771 109 1977.03.04 7.5 Vrancea M (G-R) = 7.0 45.53 26.47 19861 133 1986.08.30 7.3 Vrancea M (G-R) = 6.7 45.82 26.90 19901 91 1990.05.30 7.0 Vrancea M (G-R) = 6.1 45.83 26.89 19902 79 1990.05.31 6.4 Vrancea M (G-R) = 5.1 45.49 26.27 19991 151 1999.04.28 5.3 Vrancea M (G-R) = 5.1 45.76 26.59 20091 100 2009.04.25 5.3

Fig. 1.23 Staia din Craiova, cldire IPJ, str. Titu Maiorescu, nr. 4 Tab. 1.8, 1.9, 1.10, 1.11, 1.12, 1.13, 1.14 i 1.15 conin informaii despre: - staia seismic Craiova 12 structura i nr. Niveluri - tab. 1.8; - adresa staiei, poziie geografic - tab. 1.9; - valori nregistrri pentru cutremurele din 1986 i 1990 - tab. 1.101.15.

Tab. 1.8 Staia seismic Craiova 12 structura i nr. niveluri

CRV12 S+P+7E S&7E crv1.jpg Cadre b.a. zidarii


10

Tab. 1.9 Adres, poziie geografic staia seismic Craiova 12

Statia Adresa CodStatie LatN LongE TipClad Reteaua Craiova CRAIOVA, Ioan Maiorescu 10, Proiect SA CRV 44.321 23.798 P+7E INCERC

Rezultate Astfel, distribuia anormal a intensitilor const n deplasarea epicentrului

macroseismic spre est i apariia unor efecte mult mai mari n zone aflate la distane de sute de kilometri, cum sunt de exemplu oraele Bucuresti, Zimnicea, Craiova, n cazul cutremurului produs la 4 martie 1977 i orasul Boldeti din judeul Prahova, n cazul cutremurului produs la 27 octombrie 2004.


11

Tab. 1.9 - 1-15 Valori nregistrri staia seismic Craiova 12

Staia Cod

Seism Cod

Statie Indice Aparat

Orien tareL accmaxL velmaxL dismaxL

Orien tareT accmaxT velmaxT dismaxT

Orien tareV accmaxV velmaxV dismaxV

CRAIOVA 19861 CRV1 1 N05E 112.30 12.390 2.4920 N95E 140.70 12.380 1.8670 V 61.0300 2.3110 0.3898 CRAIOVA 19901 CRV1 2 N05E 112.50 10.090 1.4400 N95E 49.24 1.850 0.2227 V 102.4000 7.9470 0.8816 CRAIOVA 19901 CRV1 1 N95E 48.54 3.670 0.4795 N05E 62.41 4.950 0.6371 V 23.2600 1.4880 0.2708

Statia CodSeism CodStatie CodAxa NrAxa pga pgv pgd epa epv epd Tc Td Is Craiova 19861 CRV N05E 1 1.1230 0.1239 0.0249 1.8683 0.2323 0.0305 0.78 0.83 7.92 Craiova 19861 CRV N95E 2 1.4070 0.1238 0.0187 1.2746 0.1666 0.0254 0.82 0.96 7.77 Craiova 19861 CRV V 3 0.6103 0.0231 0.0039 0.0000 0.0000 0.0000 0.00 0.00 7.85 Craiova 19901 CRV N95E 1 0.4854 0.0367 0.0048 0.5230 0.0342 0.0084 0.41 1.55 6.67 Craiova 19901 CRV N05E 2 0.6241 0.0495 0.0064 0.7317 0.0496 0.0087 0.43 1.10 6.86 Craiova 19901 CRV V 3 0.2326 0.0149 0.0027 0.0000 0.0000 0.0000 0.00 0.00 6.78

Statia Cod Seism

Cod Statie CodAxa NrAxa Is1 Is31 Is32 Is33 Is61 Is62 Is63 Is64 Is65 Is66

Craiova 19861 CRV N05E 1 7.54 6.86 7.98 6.95 6.11 7.15 8.22 7.50 7.02 6.85 Craiova 19861 CRV N95E 2 7.45 6.95 7.83 7.11 5.85 7.26 7.78 7.87 7.20 7.01 Craiova 19861 CRV V 3 7.50 6.91 7.91 7.04 6.00 7.21 8.05 7.72 7.12 6.94 Craiova 19901 CRV N95E 1 6.30 4.93 6.66 6.22 4.82 5.03 6.26 6.89 6.28 6.15 Craiova 19901 CRV N05E 2 6.58 5.45 6.98 6.39 4.92 5.70 6.68 7.17 6.49 6.26 Craiova 19901 CRV V 3 6.46 5.26 6.85 6.31 4.87 5.47 6.51 7.05 6.40 6.21

Statia Cod Seism

Cod Statie CodAxa NrAxa Is121 Is122 Is123 Is124 Is125 Is126 Is127 Is128 Is129 Is1210 Is1211 Is1212

Craiova 19861 CRV N05E 1 5.36 6.40 7.09 7.20 8.36 8.02 7.53 7.47 7.10 6.94 6.87 6.84 Craiova 19861 CRV N95E 2 4.96 6.15 6.89 7.47 7.93 7.56 7.63 8.03 7.25 7.14 7.04 6.97 Craiova 19861 CRV V 3 5.20 6.29 7.00 7.36 8.19 7.84 7.58 7.83 7.18 7.05 6.96 6.91 Craiova 19901 CRV N95E 1 4.72 4.90 4.91 5.12 5.85 6.48 6.61 7.06 6.39 6.15 6.22 6.08 Craiova 19901 CRV N05E 2 4.74 5.05 5.26 5.93 6.19 6.92 6.99 7.30 6.61 6.33 6.25 6.26 Craiova 19901 CRV V 3 4.73 4.98 5.12 5.68 6.05 6.75 6.84 7.19 6.51 6.25 6.24 6.18


12

Statia CodSeism CodStatie CodAxa NrAxa Ia Id1 Id31 Id32 Id33 Id61 Id62 Id63 Id64 Id65 Id66 Craiova 19861 CRV N05E 1 7.82 7.85 7.15 8.30 7.25 6.10 7.46 8.56 7.69 7.33 7.16 Craiova 19861 CRV N95E 2 7.58 7.62 7.14 8.02 7.14 5.82 7.47 8.04 8.00 7.26 6.98 Craiova 19861 CRV V 3 2.50 7.75 7.15 8.18 7.20 5.98 7.47 8.37 7.87 7.30 7.08 Craiova 19901 CRV N95E 1 6.33 6.34 4.76 6.73 6.19 4.58 4.90 6.18 6.98 6.33 6.01 Craiova 19901 CRV N05E 2 6.54 6.55 5.20 6.94 6.37 4.64 5.46 6.35 7.21 6.55 6.08 Craiova 19901 CRV V 3 2.50 6.45 5.03 6.85 6.29 4.61 5.25 6.28 7.11 6.45 6.05

Statia CodSeism CodStatie CodAxa NrAxa Id121 Id122 Id123 Id124 Id125 Id126 Id127 Id128 Id129 Id1210 Id1211 Id1212 Craiova 19861 CRV N05E 1 5.25 6.39 7.20 7.64 8.75 8.25 7.71 7.68 7.41 7.23 7.17 7.15 Craiova 19861 CRV N95E 2 4.93 6.12 7.02 7.70 8.24 7.70 7.69 8.19 7.37 7.13 7.00 6.96 Craiova 19861 CRV V 3 5.11 6.28 7.12 7.67 8.56 8.05 7.70 8.00 7.39 7.18 7.09 7.06 Craiova 19901 CRV N95E 1 4.49 4.67 4.62 5.07 5.77 6.40 6.61 7.19 6.47 6.13 6.09 5.92 Craiova 19901 CRV N05E 2 4.55 4.72 5.15 5.65 5.91 6.58 7.00 7.35 6.69 6.34 6.14 6.02 Craiova 19901 CRV V 3 4.52 4.69 4.95 5.44 5.85 6.50 6.84 7.28 6.59 6.25 6.11 5.97

Fig. 1.24 a, b Accelerograme pe direciile transversal i longitudinal pentru seismul din 1986 nregistrate n Craiova


13

2. ACHIZIIA I PROCESAREA NREGISTRRILOR MICRILOR SEISMICE PUTERNICE

2.1 nregistrarea micrilor seismice puternice. Aparatur de nregistrare. Accelerografele analogice SMA-1 din reeaua INCERC furnizeaz nregistrri pe

pelicula fotografic. n timpul ultimelor cutremure puternice (cu magnitudine peste 6) s-au obinut 138 nregistrri fotografice utilizabile, nregistrri care au fost digitizate i prelucrate (2 nregistrri n 1977, 42 nregistrri n 1986 i 94 nregistrri n 1990) [Borcia, 2006].

Fig.2.1.a Accelerograful analogic SMA 1

Accelerograful SMA1 fabricat de firma Kinemetrics Inc. din SUA este unul dintre cele mai rspndite tipuri de accelerografe analogice; n fig. 2.1 este prezentat accelerograful analogic SMA-1 amplasat la Bolintin Vale (BLV).

2.2 Reele de nregistrare a cutremurelor puternice Riscul seismic are un impact deosebit asupra vieii societii, din acest motiv toate

statele euro-mediteraneene al cror teritoriu este cu seismicitate ridicat - fig. 2.3 - au amplasat pe teritorii reele dense de aparatur de nregistrare accelerometric.

Se disting rile din apropierea Romniei: Italia, Grecia i Turcia, precum i Israelul i Iranul, ri care sunt situate la sud est.

2.2.1 Reele seismice n Romnia Reele seismice din Romnia sunt cele amplasate de INCERC i INCDFP - fig. 2.4. Reeaua seismic naional INCERC [Borcia, 2006].

Reeaua seismografic INCERC care a fost iniiat n anul 1969 prin achiziionarea primului aparat de nregistrare automat a cutremurelor puternice, dispune n prezent de 71 accelerografe SMA-1 (61 montate la nivelul solului, 10 montate la partea superioar a construciilor (etajele 4 - 11, etajele ultime ale


construciilor)).

2.3 Prelucrarea nregistrrilor accelerografice obinute n timpul cutremurelor puternice vrncene (1977 - 1990)

2.3.2 Rezultate comparative pentru intensitatea micrii terenului pentru seismele din 1986.08.30, 1990.05.30 i 1990.05.31 Pentru micrile seismice puternice nregistrate pe teritoriul rii din datele 1986.08.30, 1990.05.30 i 1990.05.31 sunt prezentate comparativ rozete de radiaie i drepte de regresie rezultatea n urma analizei pentru valoarea de vrf a acceleraiei pga [m/s2], valorile de vrf ale vitezei pgv[m/s] i valorile de vrf ale deplasrilor pgd [m]. Fig. 2.8 - 2.12 arat o concordan cu rezultatele obinute de Mndrescu,1995 pentru distribuiile acceleraiilor maxime orizontale la toate cele 3 cutremure studiate. Pe toate aceste grafice s-a reprezentat poziia pentru Craiova (distana fa de Bucureti 225km sud-vest).

pga

1986. 08.30 MGR =

7.0

1990. 05.30 MGR =

6.7

CRV

CRV


15

1990. 05.31 MGR =

6.1

Fig. 2.8 Rozete de radiaie i drepte de regresie prezentate comparativ pentru pga valoarea de vrf a acceleraiei (m/s2) pentru seismele din 1986.08.30 (861), 1990.05.30 (901) i 1990.05.31

(902) [Borcia, 2008].

2.4 Prelucrarea a nregistrrilor accelerografice obinute n timpul cutremurelor puternice vrncene pentru regiunea Oltenia 2.4.1 Analiza directivitii i a fenomenului de atenuare

Staiile seismice din teritoriu care au dat nregistrri n timpul cutremurelor vrncene puternice din anii 1977, 1986 i 1990 sunt prezentate n fig. 2.16.

Fig.2.16. Staiile seismice din teritoriu care au furnizat nregistrri n timpul cutremurelor vrncene puternice din anii 1977, 1986 i 1990.


16

Fig. 2.18 a, b Accelerograme pe direciile transversal i longitudinal pentru seismul din 1986 nregistrate n Craiova

Fig. 2.19 a, b Accelerograme pe direciile transversal i longitudinal pentru seismul din 30.05.1990 nregistrate n Craiova


17

Fig. 2.22 a, b Reprezentarea grafic a spectrelor de etaj n acceleraii (procentul din amortizarea critic n=5%) pentru cele 2 componente orizontale T (de la ultimul nivel (sus) i de la nivelul terenului (jos)), domeniul de perioade 0...1.5 sec.;pentru a - 1986; b - 1990

Fig. 2.23 a, b Reprezentarea grafic a spectrelor Saa-Srd (spectrele de rspuns n acceleraii n ordonat, spectrele de rspuns n deplasri n abscis) pentru a - 1986; b - 1990


18

Fig. 2.24 a, b Reprezentarea grafic a spectrelor de intensiti mediere pentru cele 2 componente orizontale pentru a - 1986; b - 1990

Fig. 2.25 a, b Reprezentarea grafic a spectrelor de intensiti (Is: intensitate bazat pe spectrul de rspuns, Id: intensitate bazat pe spectrul de destructivitate), pentru cele 2 componente orizontale pentru a - 1986; b - 1990


19

2.4.2 Concluzii pentru studiile de zonare seismic a Regiunii Oltenia

Examinarea rezultatelor obinute permite formularea mai multor constatri: - argumentul p, introdus conform legii lui Blake, este adecvat, n sensul c dreapta de regresie traverseaz cu o bun simetrie norul de puncte reprezentativ pentru situaiile locale de la diferitele staii din ar cap. 2, fig. 2.8 - 2.12 ; - rspndirea statistic este mai pronunat pentru evenimentul din 1986.08.30 dect pentru evenimentul din 1990.05.30; - parametrii de tip intensitate sunt adecvai, n sensul c rspndirea rezultatelor pentru acetia tinde s fie mai redus dect pentru logaritmii n baza 2 ai parametrilor cu semnificaie cinematic; - atenuarea este mai rapid pentru evenimentul din 1986.08.30 dect pentru evenimentul din 1990.05.30, dei adncimea de focar declarat a fost mai mare pentru primul eveniment fig. 2.8-2.12; - la un acelai eveniment directivitatea radiaiei a fost diferit pentru diferitele benzi spectrale; - n timp ce directivitatea radiaiei a fost cu aproximaie pe direcia NE-SW pentru evenimentul din 1986.05.30, ea a fost cu aproximaie pe direcia N-S pentru evenimentul din 1990.05.30; - tendina mai marcat de radiaie spre sud n cazul evenimentului din 1990.05.30 este n acord cu unele concluzii ale anchetei macroseismice din nord-estul Bulgariei, conform crora efectele acestui eveniment ar fi fost mai severe dect ale evenimentului din 1977.03.04 [Borcia, 2008].

2.4.3 Concluzii pentru studiile de microzonare a Municipiului Craiova Pe baza spectrelor de rspuns determinate pentru evenimentele din 1986.08.30 i 1990.05.30 - fig. 2.32 i 2.39 reflect, sub o ordonare aproximativ de hart, rspunsul seismic pentru staia CRV1 din Municipiul Craiova. Examinarea spectrelor arat: - prezena unor vrfuri spectrale principale la perioade scurte (cca. 0.5 s la

1986.08.30 i cca. 0.3 s la 1990.05.30); - prezena unui vrf spectral secundar la perioade lungi (cca, 1.5 s la 1986.08.30); - diferene considerabile ale ordonatelor spectrale, ntre curbele care corespund unor

direcii azimutale diferite. Examinarea spectrelor discrete de intensiti instrumentale evideniaz:

- diferene de configuraie care sunt omoloage celor evideniate de spectrele de rspuns;


20

- o tendin comun de deplasare spre perioade mai scurte a ordonatelor spectrale maxime, atunci cnd se trece de la primul eveniment la cel de al doilea.

Observaie: Un aspect semnificativ ar fi acela c la CRV1-INCERC, intervalul de maxim spectral (1.0 s, 1.75 s) din 1977.03.04 devine secundar la 1996.08.30 fa de intervalul principal (0.5 s, 0.8 s) i dispare total la 1990.05.30.

Studierea fig. 2.18 ... 2.20 permite s se fac urmtoarele constatri: - n timpul cutremurului din 1986.08.30 vrful spectral situat n vecintatea

perioadei de 1.5 secunde a fost prezent (ca vrf secundar) n toate spectrele; - n timpul cutremurului din 1990.05.30 vrful spectral respectiv a disprut n toate

spectrele; - se poate trage concluzia c vrful spectral situat n vecintatea perioadei de 1.5

s, care a fost dominant n timpul cutremurului din 1977.04.03 conform nregistrrii INCERC, a fost dominant atunci pe o arie extins, care acoper regiunea Oltenia;

- n timpul cutremurelor din 1986.08.30 i 1990.05.30 au existat vrfuri spectrale principale la perioade mai scurte, dar acestea s-au produs aleator de la un eveniment la altul i de la o staie la alta;

- este evident contribuia major a mecanismului de focar i a drumului de propagare asupra compoziiei spectrale a micrii seismice a terenului, din cauza ncadrrii amplasamentelor menionate n categoria (b) definit mai nainte. [Borcia, 2008]

Din examinarea fig. 2.18 - 2.40 se pot deduce urmtoarele: - vrful spectral de cca. 1.5 s, observat la 1977.03.04 i la 1986.08.30, dar

absent la 1990.05.30, provine de la surs i nu este determinat de condiiile locale;

- vrful spectral respectiv trebuie s fi fost prezent, ca vrf spectral principal, cu ordonate apropiate de la o staie la alta, n toate staiile, la 1977.03.04;

- vrfurile spectrale de perioade scurte variaz de la un eveniment la altul i se datoreaz, probabil, particularitior radiaiei seismice i nu condiiilor locale.

Indiferent de modul n care sunt cercetate, rezultatele privind efectul condiiilor geologice locale sunt convergente. Influena mecanismului de focar este predominant asupra condiiilor geologice locale i se manifest la mai multe amplasamente, inclusiv cele din Craiova (dei condiiile de teren sunt aceleai): diferene considerabile ntre ordonatele spectrale pentru diferite direcii azimutale; diferene considerabile ntre vrfurile spectrale de la un cutremur la


21

altul. n Craiova, pachetele geologice superficiale nu se comport ca filtre dinamice puternice.

Pentru cutremurele puternice viitoare, sunt de ateptat vrfuri spectrale la perioade lungi, care pot diferi ns de ceea ce s-a constatat la cutremurul din 1977.03.04 (poate chiar n jurul valorii de 2,25 sec., vrf spectral prezent n cazul componentei EW a accelerogramei INCERC, 1977.03.04). Datele de provenien instrumental i prelucrrile acestora nu susin o microzonare seismic a oraului Craiova.

Baza de date utilizat pentru Craiova este relevant, cel puin dac aceasta se compar cu bazele de date similare pentru alte orae mari. Sunt puine cazuri n care s se dispun de nregistrri ale micrii seismice produse de mai multe cutremure puternice, de natura unor cutremure ateptate s se produc relativ frecvent n viitor.

Analizele efectuate n Craiova au avut drept informaie primar nregistrri obinute la baza unei singure construcii, construcie relativ nalt i destul de masiv, care, datorit fenomenului de interaciune dinamic, a perturbat n anumit msur micarea seismic a terenului; astfel pot fi aduse obiecii bazei de date primare. Implicaiile acestei situaii, dei nu pot fi neglijate, nu sunt de natur de a afecta n mod semnificativ rezultatele obinute.

Se pot aduce urmtoarele argumente: - la nivelul cutremurelor luate n calcul la analiz neliniaritile de comportare a

terenului i structurilor nu au putut fi att de puternice nct s introduc distorsiuni ridicate fa de o comportare liniar;

- n situaia n care distorsiunile produse de interaciunea teren-construcie au fost de natur liniar, chiar dac aceste distorsiuni liniare au fost destul de mari, ele au fost similare n timpul evenimentelor seismice succesive luate n calcul.

n concluzie, chiar dac unele valori absolute obinute (perioade de col, intensiti) pot fi de o acuratee discutabil, tendinele de evoluie de la un eveniment la altul trebuie s reflecte n mod satisfctor diferenele n micarea terenului, de aa natur nct tendinele consemnate s fie conforme cu realitatea.

3. CUTREMURUL DIN 4 MARTIE 1977 N MUNICIPIUL CRAIOVA 3.1. Cutremurul din 4 martie 1977 n Craiova. Date, mrturii

n urm cu mai bine de trei decenii, cutremurul desfigura n cteva secunde Craiova. Zeci de oameni i pierduser viaa i peste 800 erau rnii.


22

3.2. Imobile cu risc seismic ridicat din Craiova i situaia fondului locativ Conform surselor din Primria Craiova, dintre cele 447 de imobile din Craiova

considerate sensibile la cutremure, doar unul a fost consolidat, iar din statisticile realizate de lucrtorii Regiei Autonome de Administrare a Domeniului Public i Fondului Locativ (RAADPFL) sunt inventariate aproape exclusiv cldirile administrate de regie, nu i cele aparinnd altor instituii sau persoanelor fizice, necuprinse n nici un raport.

4. Expertizarea tehnic prin investigaii dinamice experimentale pentru evidenierea comportrii unor categorii de cldiri pe durata cutremurului din 4 martie 1977 amplasate n municipiul Craiova

Investigaiile instrumentale/experimentale, expuse n acest capitol, au permis nregistrarea vibraiilor libere, procesarea datelor obinute i interpretarea acestora, implicit elaborarea interveniilor tehnice.

Cercetrile prezentate n teza de doctorat se refer la un numr de patru categorii de structuri de rezisten aferente unor cldiri semnificative din mediul universitar, amplasate n Municipiul Craiova.

Se face precizarea c ntregul program, cu caracter complex, fiind asociat cu numeroase referiri teoretice, a fost realizat de un colectiv de specialiti, condus i ndrumat de prof. Univ. Dr. Ing. MIHAIL IFRIM - conductorul tiinific al prezentei teze de doctorat, colectiv din care a fcut parte i autoarea tezei.

4.1 EXPERTIZAREA TEHNIC PRIN INVESTIGAII DINAMICE EXPERIMENTALE PENTRU CLDIREA CMINUL STUDENESC NR. 10, UNIVERSITATEA DIN CRAIOVA 4.1.1 OBIECTIVE ALE CERCETRILOR DINAMICE EXPERIMENTALE/INSTRUMENTALE

Investigaiile dinamice experimentale (instrumentale) au avut ca obiectiv principal determinarea caracteristicilor fundamentale proprii de vibraie (frecvene / perioade), ale cldirii Cminului Studenesc nr.10 de la Universitatea din Craiova.

4.1.2. PROGRAMUL INVESTIGAIILOR EXPERIMENTALE a) Programul experimental a constat n efectuarea nregistrrii

instrumentale a vibraiilor, n vederea realizrii unei "analize n


23

frecven" a rspunsului dinamic al structurii de rezisten, bazat pe analiza Fourier a vibraiilor generate n general de agitaia microseismic.

Msurtorile instrumentale s-au fcut la nivelul 10 al cldirii (teras).

Fig. 4.1 Poziia amplasrii captorilor i direciile de msurare a vibraiilor teras - nivelul 10

4.1.3. REZULTATE OBINUTE 1. Pe baza nregistrrii i prelurii datelor obinute, pe cale experimental, au

putut fi determinate frecvenele (f) i perioadele (T) fundamentale proprii de vibraie, n toate staiile (puncte de msurare) i pe cele dou direcii (transversal / longitudinal).

Tab. 4.1 Valorile frecvenelor/perioadelor proprii de vibraie msurate experimental Valori proprii fundamentale

Punctele de msurare a vibraiilor

Direcia Frecvena [Hz] Perioada [s]

1 TRANSVERSALA 2.415 0.41 LONGITUDINALA 2.000 0.50





2. Valorile frecvenelor proprii medii, implicit a perioadelor proprii medii, fundamentale de vibraie, pe cele dou direcii, au valorile:

- direcia transversal:

FAADA PRINCIPAL

SCAR

A

SCAR

A

2

3

4

5 LONG

LONG LONG

LONG TR

ANS

TRAN

S

TRAN

S LONG

TRAN

S TR

ANS

1

2

3

4

5


24

fi = 2.38 Hz Ti = 0.42 s - direcia longitudinal: fi = 2.00 Hz Ti = 0.50 s.

4.1.4 INTERPRETAREA REZULTATELOR 1. Rezultatele obinute prin msurtori instrumentale de vibraie, demonstreaz c

proprietile elastice ale structurii de rezisten pe cele dou direcii sunt echilibrate, ntruct valorile caracteristicilor dinamice proprii se situeaz, n general, n limitele normale corespunztoare sistemului structural al cldirii.

2. n starea tehnic din momentul investigaiilor construcia analizat era caracterizat printr-o sensibilitate dinamic practic unitar pe ambele direcii.

3. Diferenierea valorilor frecvenelor fundamentale pe direcia transversal este nesemnicativ.

4. Valorile mai ridicate ale frecvenelor pe direcia transversal, n raport cu cea longitudinal, se justific prin faptul c prin conceptul iniial de proiectare, rigiditatea transversal este mai pronunat.

5. Nu s-au constatat discontinuiti elastice notabile i nici vibraii de torsiune importante.

6. nregistrrile vibraiilor orizontale s-au efectuat n condiiile unor excitaii exterioare generate de surse cu intensitate redus, de tipul microseismelor i traficului stradal. n asemenea situaii, n procesul energetic, care caracterizeaz vibraiile care se manifesta n construcii, nu sunt antrenate integral (prin deformare) elementele principale de rezisten. n consecin, structura de rezistena are o comportare mai rigid dect n cazul unor aciuni seismice intensive.

7. n literatura tehnic de specialitate se admite c frecvenele proprii pot s scad cu minimum 15%, iar perioadele proprii s creasc cu acelai procent. Dac se ine seama de aceast modificare ateptat, rezult pentru cldirea expertizat urmtoarele valori ale caracteristicilor proprii de vibraie "corectate". - direcia transversal:

f= 2.08 Hz T = 0.48 s - direcia longitudinal:

f = 1.73 Hz T = 0.58 s 8. Valorile frecvenelor/perioadelor fundamentale "corectate", ca i cele

efective msurate instrumental, se nscriu n limitele plauzibile corespunztoare structurilor de "tip rigid". Dei construcia are subsol, parter i nou etaje (cca. 27.3 m nlime), sistemul structural argumenteaz ncadrarea acesteia n categoria celor de "tip


25

rigid", din punct de vedere dinamic. 4.1.5. CONCLUZII

Rezultatele investigaiilor dinamice instrumentale, corelate cu sistemul structural specific construciei precum i cu modul de comportare la cutremurele care s-au succedat din anul 1977, au permis formularea unor concluzii importante cu caracter tehnic.

1. Valorile frecvenelor / perioadelor fundamentale proprii de vibraie "msurate instrumental" sau "corectate", identificate pe cele dou direcii, se ncadreaz n domeniul celor acceptabile pentru sistemul structural specific construciei investigate.

2. Structura de rezisten a cldirii prezint o echilibrare elastic i inerial satisfctoare pe ambele direcii.

3. Apariia si manifestarea fenomenului de torsiune, generat de caracteristicile elastice structurale (flexibilitate / rigiditate), sunt nesemnificative, dei raportul dimensiunilor n plan ale cldirii este de cca. 2.5. Rezult deci c centrul de rigiditate (C.R.) este situat n vecintatea centrului masic (CM), datorit simetriei geometrice i elastice structurale existente.

4. Rigiditatea lateral pe direcia transversal, superioar celei corespunztoare direciei longitudinale, rezult din valorile frecvenelor proprii msurate (ftrans>flong), corespunde specificului sistemului structural al construciei.

5. Dac se admite o conformare elastic i inerial identic pe cele dou direcii, prin impunerea satisfacerii condiiei limit de deformabilitate lateral (n conformitate cu prevederile Normativului PI00-92 - aflat n vigoare la data investigaiilor experimentale), pentru frecvena proprie fundamental de vibraie "minim" necesar se estimeaz valoarea:

f(minim) 2.5 Hz de unde rezult valoarea "maxim" necesar a perioadei proprii fundamentale de vibraie:

T(maxim) = 0.40 s 8. Pe baza consideraiilor expuse la punctul 7, pentru "gradele de asigurare la

aciuni seismice" s-au obinut urmtoarele valori estimative: - pe direcia transversal: R = 0.69.. .0.90 - pe direcie longitudinal: R = 0.48...0.64

9. n conformitate cu Normativul P100 92, pentru construciile ncadrate n clasa a IlI-a de importan, valoarea minim a gradului de asigurare la aciuni seismice rezult:


26

R minim=0.5. 10. n starea tehnic existent la momentul investigaiilor, cldirea

Cminului studenesc nr. 10 de la Universitatea din Craiova nu necesita intervenii imediate de consolidare structural, n vederea ameliorrii nivelului de protecie antiseismic.

n conformitate cu elementele expuse la punctele 8 i 9, concluzia a fost c structura cldirii prezint un grad moderat de vulnerabilitate seismic.

4.2 Expertizarea tehnic prin investigaii dinamice experimentale n vederea consolidrii pentru cldirea Facultii de Mecanic din Craiova

4.2.1 Introducere Structurile de rezisten ale cldirii, executate n perioada anilor 1898-1901, au fost

proiectate n concept exclusiv gravitaional, fr a se fi avut n vedere cele mai elementare msuri de protecie antiseismic. Din acest motiv, construcia a suferit numeroase i importante deteriorri i avarii, cauzate de vulnerabilitile poteniale existente la micri seismice, care au fost puse n eviden n special pe timpul cutremurului de excepie din 4 martie 1977.

4.2.4 REZULTATE OBINUTE. INTERPRETAREA REZULTATELOR Pe baza nregistrrii i prelucrrii informaiilor obinute pe cale experimental, au

putut fi determinate frecvenele (f) i perioadele (T) fundamentale proprii de vibraie, n toate staiile (punctele de msurare) i pe cele dou direcii (transversal/longitudinal).

Configuraiile diagramelor rezultate din "analiza n frecven" (de tip Fourier) pun n eviden compoziia spectral a semnalelor nregistrate, iar componentele predominante sunt caracterizate de frecvenele fundamentale proprii de vibraie.


27

Valorile frecvenelor proprii, implicit ale perioadelor fundamentale proprii de vibraii, rezultate prin msurtori instrumentale, sunt sintetizate n figura 4.7 precum i n tabelele 4.2, 4.3 i 4.4.

Tab. 4.2 Valorile frecvenelor rezultate din msurtori experimentale efective - Tronson A stnga

Valori proprii fundamentale Punctele de msurare a vibraiilor



2 TRANSVERSALA 3.7 0.270 LONGITUDINALA 4.5 / 5.1 0.222 / 0.196




6 TRANSVERSALA 3.5 0.286 LONGITUDINALA 4.3/ 4.7 0.233/0.213

Tab. 4.3 Valorile frecvenelor rezultate din msurtori experimentale efective - Tronson B dreapta Valori proprii fundamentale

Punctele de msurare a vibraiilor


1 TRANSVERSALA 3.0/3.2 0.333/0.313 LONGITUDINALA 3.4 0.294







28

Tab. 4.4 Valorile frecvenelor rezultate din msurtori experimentale efective - Turn cota +7.00m

Valori proprii fundamentale Punctele de msurare a vibraiilor




4.2.5. Concluzii privind rezultatele investigaiilor experimentale i analizei comportmentului dinamic al cldirii a) Structurile de rezisten a celor trei uniti investigate experimental (tronsoanele A, B i turnul central), integrate cldirii Facultii de Mecanic din Craiova, au fost proiectate i conformate structural n concept exclusiv gravitaional, la nivelul tehnicii construciilor din perioada de sfrit a secolului trecut. n aceast situaie, nu au fost prevzute msuri constructive, chiar elementare, de protecie antiseismic; b) Corpurile componente, aferente ansamblului construit, prezint numeroase asimetrii geometrice, elastice i ineriale (pe toate direciile) cu abateri grave de la regulile, principiile i conceptele specifice alctuirii structurilor rezistente la cutremure. Mai mult, cldirea, ale crei dimensiuni sunt extinse n plan orizontal, nu are prevzute rosturi de separare ntre principalele tronsoane conectate prin monolitizare continu; c) Conformarea i dimensionarea pereilor portani i planeelor (fr centuri de rigidizare) prezint deficiene conceptuale, avnd un nivel necontrolabil de asigurare la aciuni seismice. Cu toate degradrile i avariile de proporii constatate, ca urmare a cutremurului din 4 martie 1977, construcia nu a suferit un colaps generalizat datorit unei rezistene ntmpltoare la aciuni laterale precum i a prezenei unui numr mare de perei de compartimentare cu funcie disipativ important; d) Lucrrile de consolidare i reparaii capitale executate dup 4 martie 1977, dei au avut un caracter limitativ, nu au fost realizate integral. Rezult deci, c n situaia actual dezechilibrrile elastice, ineriale i dinamice existente nc din momentul realizrii cldirii, accentuate de efectele distructive produse de cutremurul din 4.03.1977 (inclusiv a celui din 10 noiembrie 1940), se menin i n prezent. e) Datorit modului superficial n care s-au tratat lucrrile de remediere, n prezent capacitatea de rezisten i de deformare a elementelor structurale nu corespund cerinelor actuale de protecie antiseismic, i n consecin, comportarea cldirii la un viitor cutremur


29

intensiv (din categoria celui produs la 4.03.1977) este practic incert n acest sens, se poate aprecia c vulnerabilitatea seismic a cldirii este mult mai ridicat dect naintea cutremurului din 4.03.1977. f) Investigaiile dinamice experimentale/instrumentale au pus n eviden existena unor sensibiliti dinamice pronunate i implicit o potenial i generalizat vulnerabilitate la aciuni seismice intensive. g) Degradarea capacitii de rezisten i a caracteristicilor de rigiditate lateral a pereilor portani la aciuni orizontale, care se manifest difereniat n toate corpurile aferente cldirii (pe ambele direcii), a fost identificat i localizat prin:

valorile frecvenelor/perioadelor proprii de vibraie determinate prin msurtori instrumentale; valorile efective ale "gradelor de asigurare la aciuni seismice";

h) n starea tehnic din momentul investigaiilor experimentale, ansamblul structural al cldirii Facultii de Mecanic din Craiova, se situa la un nivel de flexibilizare inadmisibil, cu mult peste cel minim necesar rezultat din recomandrile sau prevederile reglementrilor actuale (romneti sau internaionale) cu privire la protecia antiseismic a construciilor. i) Alctuirea structural a planeelor, prin diversitatea i neomogenitatea constructiv i fr existena unor centuri de rigidizare, nu asigur o conlucrare a pereilor portani n plan orizontal i deci compatibilitatea deplasrilor laterale la aciuni seismice de nalt severitate. j) S-a constatat o tendin de dizlocare a unor perei perimetrali situai n zonele caracterizate prin valori joase ale frecvenelor fundamentale proprii de vibraie i implicit prin valori reduse ale "gradului de asigurare la aciuni seismice". De altfel, n aceste zone s-au manifestat degradri substaniale, cu caracter spaial, pe timpul cutremurului din 4 martie 1977. k) Degradarea difereniat a sistemelor structurale investigate poate fi atribuit i apariiei fenomenului defavorabil de torsiune local sau general, datorat discontinuitilor elastice i ineriale genetice ale construciei. l) Multitudinea frecvenelor existente n vecintatea celor fundamentale proprii de vibraie precum i dispersia acestora, coninute n toate msurtorile instrumentale efectuate, a fost pus n eviden prin configuraiile spectrelor Fourier rezultate din "analiza n frecven" a semnalelor nregistrate - fig. 4.8 - 4.10. Aceast observaie reconfirm gradul avansat de deteriorare structural, ca urmare a alterrii caracteristicilor fizico-mecanice ale materialelor n timp i a multiplelor degradri i dislocri (aparente sau ascunse) produse de aciunea cutremurelor pe parcursul acestui secol. Se constat astfel c structurile de


rezisten investigate experimental nu posed o "identitate dinamic" unitar, predominant i stabil; m) Valorile efective ale "gradelor de asigurare la aciuni seismice" (Refectiv) s-au obinut din condiiile corespunztoare strilor limit de deformabilitate lateral au rezultat inferioare valorii minime (Rminim), adic :

Refectiv = 0.21...0.55


31

Concluziile asupra comportamentului dinamic al cldirii Facultii de Mecanic sunt urmtoarele: a) Prelucrarea i interpretarea nregistrrilor obinute, prin msurtori dinamice experimentale/instrumentale ale caracteristicilor proprii de vibraie, au furnizat informaii suplimentare cu privire la starea tehnic actual a cldirii Facultii de Mecanic din Craiova. b) Investigaiile multiple efectuate, au pus n eviden o flexibilizare generalizat a structurilor de rezisten ale tuturor corpurilor aferente cldirii, precum i numeroase sensibiliti dinamice i vulnerabiliti seismice existente, variabile de la o zon la alta i pe fiecare direcie considerat. e) Valorile reduse ale "gradelor efective de asigurare" (Refectiv=0.21... 0.55), unele cu mult inferioare celei minime admise (Rminim = 0.60), argumenteaz proporiile lucrrilor de consolidare preconizate n proiectul tehnic. f) Prin adoptarea soluiei de consolidare de tipul unei "cutii rigide" cu comportare spaial vor putea fi satisfcute simultan capacitatea de rezisten i limitarea deplasrilor laterale, n concordan cu cerinele actuale de protecie antiseismic. g) Soluiile i msurile de consolidare coninute n proiectul de execuie, vor fi modificate, completate i adaptate situaiei reale dup decopertrile pereilor portani i planeelor, n perioada premergtoare iniierii operaiilor de realizare a lucrrilor. In consecina se recomanda beneficiarului sa accepte pentru "gradul necesar de asigurare la aciuni seismice" valoarea:

Rnecesar 1, ceea ce ar asigura cldirii o protecie antiseismic la nivelul prevzut de Normativul P100-92 (aflat n vigoare la data efecturii investigaiilor).

4.3 Expertizarea tehnic prin investigaii dinamice experimentale n vederea consolidrii pentru cldirea Facultii de Electrotehnic din Craiova

4.3.1 Introducere Investigaiile dinamice experimentale/instrumentale a strii tehnice a

componentelor structurale ale cldirii Facultii de Electrotehnic din Craiova, prin complexitatea operaiilor efectuate si interpretarea acestora au n vedere, in principal expertizarea strii tehnice actuale a structurii de rezisten a cldirii.

Execuia lucrrilor de construcie s-au ncheiat n anul 1973 i n


32

consecin structura de rezisten a fost proiectat numai la ncrcri gravitaionale i aciunea vntului. Normativul P13-70, privind protecia antiseismic a construciilor, valabil n acea perioad, situa Municipiul Craiova ntr-o zon caracterizat printr-o intensitate seismic minor n raport cu cea corespunztoare aciunii vntului.

4.3.2 DESCRIEREA SUCCINT A SISTEMULUI CONSTRUCTIV I STRUCTURAL AL CLDIRII

Cldirea FACULTII DE ELECTROTEHNIC - Universitatea Craiova are structura de rezisten alctuit din cadre de beton armat, lucrrile de execuie fiind ncheiate n anul 1973.

Valorile frecvenelor proprii, implicit ale perioadelor fundamentale proprii de vibraii, rezultate prin msurtori instrumentale, sunt sintetizate n tab. 4.5.

Tab. 4.5 Valori ale frecvenelor/perioadelor fundamentale proprii de vibraie - msurate experimental

Punctele de msurare a vibraiilor Valori proprii fundamentale Direcia Frecvena [Hz] Perioada [s]

Zon

a A

1. Transversala 1.150 0.870 Longitudinala 1.196 0.636

2 Transversala 1.170 0.855 Longitudinala 1.101 0.906

3 Transversala 1.000 1.000


33

Longitudinala 1.071 0.933 4 Transversala 1.066 0.938

Longitudinala 1.170 0.855 5 Transversala 1.230 0.813

Longitudinala 1. 224 0.817

Zon

a B






Zon

a C




Interpretarea rezultatelor investigaiilor experimentale i analizei comportmentului dinamic al cldirii

a) Dei structura de rezisten prezint discontinuiti elastice importante i defavorabile, att n plan orizontal ct i vertical, s-a constatat c n timpul cutremurului din 4 martie 1977 cldirea a avut o comportare satisfctoare.

b) Cu toate c nu exist nregistrri instrumentale n zona Municipiului Craiova, cu privire la aciunea cutremurului din 4.03.1977, este mai mult dect probabil c micarea seismic s-a caracterizat printr-o component predominant avnd perioada joas (implicit o frecven nalt).

c) Valorile frecvenelor/perioadelor fundamentale de vibraie i a gradelor de asigurare la aciuni seismice obinute n ZONELE A i B, sunt compatibile pe direciile transversal i longitudinal, avnd n vedere conformrile structurale asemntoare.

Diferenierea acestor valori n raport cu ZONA C, provine din existena n aceast zon a unei substructuri mai rigide, defmit de ansamblul integrat format de nucleele ascensoarelor, casele scrilor i de diafragmele perimetrale.

d) Diferena destul de semnificativ dintre frecvenele/perioadele fundamentale proprii de vibraie rezultate n ZONELE A i B, pe de o parte, i cele corespunztoare ZONEI C, pe de alt parte, confirm poziia excentric, important a centrului de rigiditate (CR) a ansamblului structural n raport cu centrul masic (CM).

n aceast situaie, fenomenul de amplificare seismic nu a fost specific


34

categoriei de structuri de tip flexibil, din care face parte i cldirea Facultii de Electrotehnic.

e) Localizarea CR, n ZONA C poate conduce la efecte defavorabile asupra structurilor de rezisten din ZONELE A i B, generate de fenomenul, de torsiune potenial, n cazul unor aciuni seismice intensive. e) Cu excepia ZONEI C, unde sunt amplasate scrile i nucleele ascensoarelor principale, a crei rigiditate este predominant pe ambele direcii, structurile de rezisten corespunztoare ZONELOR A i B au caracteristici elastice laterale practic identice pe cele dou direcii transversal/longitudinal.

Fig. 4.16 Poziia captorilor i direciilor de msurare a vibraiilor

f)Valorile frecvenelor/perioadelor fundamentale proprii de vibraie msurate instrumental n ZONA C - punctul 3 pe direcia transversal (inclusiv gradul de asigurare la aciuni seismice), pun n eviden existena unei compatibiliti a

ZONA A

ZONA B

ZONA C


35

deplasrilor laterale pe aceast direcie a structurilor de rezisten corespunztoare ZONELOR A i B.

g)Valorile mai ridicate ale frecvenelor fundamentale proprii de vibraie nregistrate n ZONA C - punctul 5 (pe ambele direcii) sunt tributare caracteristicilor de rigiditate lateral mai pronunate, introduse de prezena nucleelor de beton armat aferente ascensoarelor de serviciu.

h) Valoarea relativ mai redus a frecvenei fundamentale proprii de vibraie (n raport cu celelalte) msurat n ZONA A - punctul 3 pe direcia transversal se datoreaz fie unor degradri locale existente n aceast zon, fie fenomenului de torsiune general.

Concluzii finale privind starea cldirii Facultii de Electrotehnic Investigaiile dinamice experimentale/instrumentale au pus n eviden c n momentul efecturii investigaiilor experimentale (1996), structura de rezisten asigura ntregii cldiri a Facultii de Electrotehnic o echilibrare elastic i inerial acceptabil i n consecin a rezultat un grad moderat de vulnerabilitate seismic. Rezervele din momentul respectiv de rezisten i deformabilitate la aciunea micrilor seismice sunt datorate probabil unor supradimensionri a componentelor structurale (n special celor aferente ZONEI C), precum i faptului c a fost luat n considerare aciunea vntului, avnd n vedere nlimea construciei (H ~ 45 m). ntruct a rezultat n toate zonele examinate i pe ambele direcii (transversal/longitudinal)

Refectiv>Rminim =0.60 n conformitate cu prevederile Normativului P100-92 (aflat n vigoare la acea dat), privind protecia antiseismic a construciilor, s-a considerat c nu se impun lucrri ample de remediere a situaiei existente la acea dat. S-a explicat necesitatea elaborrii unor msuri i soluii tehnice, numai prin intervenii locale, pentru consolidarea elementelor de rezisten care au suferit defeciuni vizibile.


36

4.4 Expertizarea tehnic prin investigaii dinamice experimentale n vederea consolidrii pentru cldirea Universitii din Craiova Corp B

4.4.1 Introducere Investigaiile experimentale ntreprinse a strii tehnice i fizice actuale a structurii

de rezisten a cldirii corpului "B" din cadrul Universitii din Craiova (rectorat), asociate unor analize teoretice specifice, au permis identificarea, localizarea i diferenierea cuantificat a sensibilitilor dinamice i seismice existente n structura de rezisten, ca urmare a aciunii micrilor seismice care s-au succedat n perioada anilor 1940-1990.

Execuia lucrrilor de construcii ale corpului B au fost iniiate n anul 1935. Realizarea corpului B/I s-a finalizat pn n anul 1940, iar a corpului B/II dup anul 1952. n consecin structurile de rezisten ale corpurilor B/I i B/II (integrate monolit), care definesc ansamblul structural nominalizat prin "corp B", au fost proiectate n concept exclusiv gravitaional, fr s se fi avut n vedere cele mai elementare msuri constructive de protecie antiseismic.

4.4.5 Concluzii finale ale rezultatelor investigaiilor experimentale i analizei comportmentului dinamic al cldirii Universitii din Craiova Corp B n ansamblu, structura de rezisten a corpului B expertizat prin investigaii dinamice experimentale/instrumentale, prezint un nivel de flexibilizare inadmisibil de ridicat, avnd n vedere dimensiunile geometrice n plan orizontal i nlimea construciei, precum i cerinele restrictive actuale n privina limitrii deformabilitii laterale.


37

S-a constatat existena unui proces avansat de degradare a caracteristicilor elastice (de flexibilitate/rigiditate), provenind att din conceptul iniial de conformare structural i proiectare a construciei, ct i din efectele distructive generate de aciunea micrilor seismice care s-au succedat n perioada anilor 1940-1990.

Procesul de degradare elastic este practic identic pe ambele direcii principale ale corpurilor B/I i B/II, aa cum rezult din valorile perioadelor/frecvenelor fundamentale proprii de vibraie, obinute prin msurtori instrumentale, precum i din valorile gradelor efective de asigurare la aciuni seismice.

Astfel, sensibilitatea dinamic i vulnerabilitatea seismic sunt semnificative, att pe direcia Nord-Sud, ct i pe direcia Est-Vest.

Valorile excesive ale perioadelor fundamentale proprii de vibarie obinute instrumental, diferenierea acestora n toate zonele investigate precum i degradarea caracteristicilor de rigiditate lateral, pun n eviden existena unor cauze subiective sau obiective, dintre care cele mai importante ar fi:

Flexibilitatea exagerat a structurilor de rezisten a celor dou corpuri (B/I i B/II), rezultat din conceptul iniial defectuos de proiectare precum i din degradrile survenite pe timpul exploatrii cldirii (inclusiv aciunile seismice intensive).

Inexistena unei participri i conlucrri concludente a pereilor de compartimentare i perimetrali la solicitri laterale, datorit avarierii acestora pe durata cutremurului de excepie din 4 martie 1977.

Dizlocarea planeului de beton armat din zona central a corpului B/I, rezemat pe pereii "nucleului rigid" format de casa scrii principale.

Discontinuitile geometrice i elastice majore existente, att n plan orizontal ct i n plan vertical, disproporii ntre nlimile stlpilor i deschiderile grinzilor i distribuia aleatoare a ncrcrilor gravitaionale.

Efectul redus de "aib orizontal rigid" ntre structurile de rezisten ale corpurilor B/I i B/II, pe direcia N-S.

Deteriorri structurale accidentale sau inexactiti i deficiene de execuie a lucrrilor de construcie.

Defeciuni ascunse i diversificate n componentele structurilor de rezisten (fisuri/segregri/coroziuni), care nu pot fi identificate vizual datorit finisajelor.

. Neomogenitatea caracteristicilor fizico-mecanice ale elementelor structurale i probabila alterare n timp a calitii materialelor componente (beton/oel).

Avnd n vedere observaiile expuse anterior, rezult c n prezent structura de rezisten a corpului B (n ansamblu) se situeaz n categoria construciilor de "tip flexibil"


38

(Tefectivmediu > 1.2 s). Aceast constatare este n contradicie cu nlimea relativ redus i dimensiunile destul de mari ale cldirii n plan orizontal.

Avnd n vedere configuraia geometric spaial a corpului B, ar fi trebuit ca structura de rezisten s se ncadreze cel puin n categoria construciilor de "tip semirigid" (0.6 s < Tefectivmediu < 1.2 s). Aceast cerin necesar va putea fi realizat prin majorarea caracteristicilor globale de rigiditate, n urma efectuarrii lucrrilor de consolidare.

Din analiza i interpretarea rezultatelor obinute prin investigaii dinamice experimentale/instrumentale, au rezultat unele constatri cu caracter particular privind starea fizic actual celor dou corpuri (B/I i B/II), cum ar fi:

Existena unei incompatibiliti ntre caracteristicile de rigiditate lateral ale corpurilor B/I i B/II pe direcia N-S, probabil datorit prezenei golului cu dimensiuni mari n care sunt amplasate laboratoarele de Fizic i Chimie.

Rezultatele cercetrilor experimentale atest funcia de "nucleu rigid" a casei scrii principale, n special pe direcia N-S.

Zonele din imediata vecintate a scrii principale (corp B/I) nu conlucreaz cu "nucleul rigid" al acesteia, ca urmare a dizlocrii planeelor care reazem pe pereii portani interiori.

La corpul B/I zona ctre Est este relativ mai echilibrat elastic i inerial dect zona situat ctre Vest, pe direcia N-S.

Se constat o comportare dinamic destul de omogen pe direcia E-V, att a corpului B/I (n lungul culoarului), ct i a corpului B/II (datorit unei conformri structurale mai favorabile).

Valorile efective ale gradelor de asigurare la aciuni fiind inferioare celor minime admise:

Refectiv < Rminim = 0.60 mpreun cu valorile perioadelor fundamentale proprii de vibraie (corespunztoare ambelor direcii), argumenteaz necesitatea i obligativitatea aplicrii unor msuri urgente de intervenie asupra structurilor de rezisten ale corpurilor B/I i B/II, prin lucrri de consolidare local/general i reparaii capitale.

Pentru ilustrarea acestor constatri, se prezint n continuare limitele inferioare/superioare ale domeniului de variaie pentru deplasrile laterale absolute, corespunztoare celor dou corpuri i pe ambele direcii.

CORP B/I * direcia N-S 4.91 cm < el,ef < 8.60 cm


39

* direcia E-V 4.52 cm < el,ef < 7.06 cm CORP B/II

* direcia N-S 5.51 cm < el,ef< 6.40 cm * direcia E-V 3.92 cm < el,ef < 5.25 cm

Limitele maxime admise n domeniul elastic, pe ambele direcii, n conformitate cu prevederile Normativului P100-92, sunt urmtoarele:

CORP B/I el,max = 1.52 cm CORP B/II el,max = 1.20 cm Se constat o depire notabil a deplasrilor laterale efective n raport cu cele

maxime admise. n concluzie putem s facem urmtoarele afirmaii:

1. Structurile de rezisten ale celor dou corpuri B/I i B/II au fost proiectate i conformate structural n concept exclusiv gravitaional, la nivelul anilor 1930-1940. Astfel, nu au fost prevzute msuri constructive, chiar elementare, de protecie antiseismic.

2. Corpurile (tronsoanele) componente ale cldirii expertizate prezint importante discontinuiti geometrice, elastice i ineriale (pe toate direciile), cu abateri de la regulile i conceptele specifice alctuirii structurilor de rezisten la cutremure.

3.Conformarea i dimensionarea componentelor structurale sunt conceptual deficitare, cu un nivel iniial necuantificat de asigurare la aciuni seismice puternice. Cu toate degradrile i avariile produse de cutremurul din 4 martie 1977, construcia nu a suferit un colaps generalizat, datorit unei rezistene ntmpltoare la aciunile laterale, ca urmare a prezenei unui mare numr de perei de compartimentare, cu funcie disipativ important. 5. Investigaiile experimentale i teoretice ntreprinse, au pus n eviden un grad ridicat de flexibilitate elastic i o sensibilitate dinamic deosebit, pentru cele dou uniti structurale expertizate - fig. 4.22 a, b.

7. n starea fizic i tehnic existent la data investigaiilor, cele dou corpuri ale cldirii expertizate prin investigaii instrumentale i prin analize numerice multiple i complexe, aveau un nivel redus de protecie antiseismic, inferior prevederilor coninute n reglementrile i normele naionale i internaionale (inclusiv Normativul P100-92). 8. n situaia existent la data investigaiilor, capacitatea de rezisten i deformare a cldirii, nu corespundea cerinelor actuale de protecie antiseismic, i n consecin, comportarea la un cutremur intensiv, din categoria celui produs la 4.03.1977, este incert.


40

Fig. 4.22 a, b Sensibilitatea dinamic i vulnerabilitatea seismic pe direcia N-S i E-V

n acest sens, vulnerabilitatea potenial a construciei, la aciuni seismice, poate fi apreciat ca fiind la acel moment mai ridicat dect naintea cutremurului din 4.03.1977.

Condiia corespunztoare strii limit de deformabilitate lateral este, n situaia


41

analizat, mult mai sever dect condiia limit de rezisten i stabilitate, deoarece raportul caracteristicilor globale de rigiditate lateral "necesar" Knecesar (ce urmeaz a fi asigurat prin lucrri de consolidare) i cea "efectiv" Kefectiv (evaluat n acel moment), a rezultat:

Knecesar


42

DE ASIGURARE SEISMIC

Aceste informaii sistematizate au fost folosite la ntocmirea i definitivarea proiectului tehnic i a detaliilor de execuie, privind remedierea strii fizice i tehnice actuale a ntregului corp B al cldirii Universitii din Craiova.

5. Concluzii generale, contribuii personale i direcii de cercetare ulterioare

5.1 Concluzii generale Zonarea teritoriului Romniei pe baza intensitii seismice, ncadreaz

municipiul Craiova i zona metropolitana n zona seismic D, de grad seismic 8. Seismicitatea crescut din aceast zon raportat la zonele adiacente se datoreaz unei falii crustale orientat pe direcia N-S pe meridianul Craiovei, care intr n rezonan, la apariia undelor seismice venite din epicentrul Vrancea.

Substraturile difereniate din punct de vedere litologic pe care se aeaz municipiul Craiova i ntreaga zon adicent cu localitile existente, face ca efectele seismelor s nu fie uniforme n regiunea urban i periurban.

Zona piemontan nalt i terasele (a-V-a, a-IV-a i a-III-a), cu substrat format preponderent din roci neconsolidate psefito-psamitice, atenueaz efectele seismului, n timp ce terasa a-II-a, I-a i lunca, cu roci preponderent pelitice, mloase, se comport elastic amplificnd efectele seismului.

Trecerile de la unitatea central la unitatea morfologic vecin, de teras ori lunc care se realizeza prin frunile de terase, prezint pante mari, ce mresc instabilitatea terenului n timpul unui seism. Acest fapt poate genera alunecri, surpri sau alunecri surpri. Cele mai expuse sunt aezrile de pe malul drept al Jiului, unde exist numeroase alunecri de teren active sau stabilizate, care pot fi reactivate de micarea seismic.

Zonarea seismic a teritoriului municipiului Craiova, dup modul de manifestare seismic a substratului, bazat pe efectele cutremurului din 1977, i apreciat ca intensitate seismic pe scara MSK cf STAS 11100/1993 i parametrilor de zonare a seismicitii teritoriului studiat cf normativului P100/1992 (avnd ca perioad medie de revenire a cutremurelor cu intensitate mai mare de 6 grade pe scara Richter), comport pe msura creterii intensitii seismice, urmtoarele zone: zona 1 zona piemontan nalt, pe care se desfoar cartierul Bariera Vlcii,

cu efecte mai reduse dect zona 2;


43

zona2 terasele V, IV, III, cu cartierele Brazd, Rovine, Calea Bucureti, Srari, zona central, vor resimi efectul seismic mai slab dect zona 3;

zona 3 terasa a-II-a, pe care sunt aezate cartierele: Craiovia Nou, 1 Mai, Romaneti i Valea Roie, va prezenta distrugeri mai mici dect zona 4;

zona 4 terasa I-a i lunca Jiului, n care se afl cartierele Brestei, Nisipului, Lunc i Catargiu vor fi cele mai afectate n urma unui seism cu intensitate MSK mai mare de 6, datorit prezenei depozitelor nisipoase slab consolidate sau neconsolidate. Saturate n ap, acestea sufer la cutremure un proces de lichefiere, fiind supuse unor solicitri de forfecare, manifestnd o tendin de ndesare, la care se opune apa din pori. [forum.transira.ro/download.php?id=60136]

Pornind de la analizarea nregistrrilor realizate n Craiova la ultimele icri seismice puternice cu epicentrul n Vrancea - 1977, 1986, 1990 - s-a putut trege concluzia c cele mai puternice efecte locale sunt detectabile n componenta transversal a micrii seismice (TRA) observat din nregistrrile cutremurelor vrncene puternice. Fiind vorba de surse cu adncime intermediar, detaliile referitoare la efectele locale se modific ns de la un eveniment la altul, ceea ce duce la concluzia c efectele seismice induse de condiiile geologice locale nu sunt independente de influena sursei.

Etapele prelucrrii primare a nregistrrilor accelerografice obinute n timpul cutremurelor puternice vrncene (1986-1990) sunt exemplificate pe nregistrrile efectuate n locaia din centrul Craiovei din inima Regiunii Oltenia, staia seismic 12, poziionat n cldire tip S+P+7E, cadre din beton armat i zidrie, iar datele generale despre principalele micri seismice ncepnd cu cel din 4 martie 1977 i pn la cel din 25 aprilie 2009 au fost prezentate n capitolul 1.

Pentru etapa de zonare seismic a Regiunii Oltenia examinarea rezultatelor obinute permite formularea mai multor constatri: - argumentul p, introdus conform legii lui Blake, este adecvat, n sensul c dreapta de regresie traverseaz cu o bun simetrie norul de puncte reprezentativ pentru situaiile locale de la diferitele staii din ar cap. 2, fig. 2.8 - 2.12 ; - rspndirea statistic este mai pronunat pentru evenimentul din 1986.08.30 dect pentru evenimentul din 1990.05.30; - atenuarea este mai rapid pentru evenimentul din 1986.08.30 dect pentru evenimentul din 1990.05.30, dei adncimea de focar declarat a fost mai mare pentru primul eveniment fig. 2.8 - 2.12;


44

- la un acelai eveniment directivitatea radiaiei a fost diferit pentru diferitele benzi spectrale; - n timp ce directivitatea radiaiei a fost cu aproximaie pe direcia NE-SW pentru evenimentul din 1986.05.30, ea a fost cu aproximaie pe direcia N-S pentru evenimentul din 1990.05.30; - tendina mai marcat de radiaie spre sud n cazul evenimentului din 1990.05.30 este n acord cu unele concluzii ale anchetei macroseismice din nord-estul Bulgariei, conform crora efectele acestui eveniment ar fi fost mai severe dect ale evenimentului din 1977.03.04 [Borcia, 2008].

Concluzii pentru studiile de microzonare a Municipiului Craiova Spectrele de rspuns determinate pentru evenimentele din 1986.08.30 i 1990.05.30 - reflect, sub o ordonare aproximativ de hart, rspunsul seismic pentru staia CRV1 din Municipiul Craiova. Examinarea spectrelor arat:

prezena unor vrfuri spectrale principale la perioade scurte (cca. 0.5 s la 1986.08.30 i cca. 0.3 s la 1990.05.30);

prezena unui vrf spectral secundar la perioade lungi (cca, 1,5 s la 1986.08.30); diferene considerabile ale ordonatelor spectrale, ntre curbele care corespund

unor direcii azimutale diferite. Examinarea spectrelor discrete de intensiti instrumentale evideniaz: diferene de configuraie care sunt omoloage celor evideniate de spectrele de

rspuns; o tendin comun de deplasare spre perioade mai scurte a ordonatelor

spectrale maxime, atunci cnd se trece de la primul eveniment la cel de al doilea. Influena mecanismului de focar este predominant asupra condiiilor

geologice locale i se manifest la mai multe amplasamente, inclusiv cele din Craiova (dei condiiile de teren sunt aceleai): diferene considerabile ntre ordonatele spectrale pentru diferite direcii azimutale; diferene considerabile ntre vrfurile spectrale de la un cutremur la altul. n Craiova, pachetele geologice superficiale nu se comport ca filtre dinamice puternice.

Pentru cutremurele puternice viitoare, sunt de ateptat vrfuri spectrale la perioade lungi, care pot diferi ns de ceea ce s-a constatat la cutremurul din 1977.03.04 (poate chiar n jurul valorii de 2.25 s, vrf spectral prezent n cazul componentei EW a accelerogramei INCERC, 1977.03.04). Datele de provenien instrumental i prelucrrile acestora nu susin o microzonare seismic a oraului Craiova.


45

Observaia instrumental evideniaz faptul c exist tendine marcate de lungire a perioadelor de control, atunci cnd severitatea evenimentului seismic (cuantificat dup caz, prin magnitudine sau prin intensitate) crete. Aceast tendin de lungire co

Documents

Rezumat Teza de Doctorat MIHAI