-
1
CUTREMURUL DIN TURCIA DE LA IZMIT1999. DATE SEISMOLOGICE I
COMPORTAREA CONSTRUCIILOR.NVMINTE PENTRU REDUCEREA
RISCULUI SEISMIC LA MONUMENTELEISTORICE
Dr. inginer Dan Olaru
INTRODUCEREn anul 1999 teritoriul Turciei a fost zguduit de mari
cutremure de
pmnt i de replici ale acestora. Cele mai importante micri
seismice aufost cele din lunile august i noiembrie, cu epicentrele
n podiul Anatoliei.Primul dintre aceste evenimente geotectonice a
avut cele mai dezastruoaseurmri pentru construcii. Cel de al
doilea, dei apropiat din punct devedere al magnitudinii, a avut
efecte mai mici, deoarece epicentrul su afost oarecum mai ndeprtat
de marile aglomerri urbane, iar primul seismdeja lichidase aproape
totul mai nainte.
Marile pierderi materiale i de viei umane au mobilizat
specialitii,care au inspectat la faa locului construciile foarte
grav avariate, din carenenumrate ajunse n colaps total. Din ceea ce
s-a constatat i apoi analizatdecurg o serie de informaii privind
modul n care construciile viitoare, dari monumentele istorice, vor
putea s fie mai bine asigurate la aciunileseismice severe, aciuni
probabile i pentru o mare parte a teritoriuluiRomniei.
n cadrul acestei comunicri se vor prezenta cteva date
privindgeotectonica teritoriului Turciei, unele dintre cele mai
semnificativedistrugeri constatate dup cutremurul din august 1999
la construciileactuale (de mas), ca i efectele asupra unor
monumente istorice din ariaafectat. Comentariile n general, foarte
scurte - sunt apreciate de autor cafiind suficiente pentru a lmuri
specialitii din ara noastr asuprasubiectului. n cazul construciilor
actuale, prevederile normative pe care leavem conferind acestora
multe garanii pentru a proiecta i executaconstrucii curente noi,
capabile s preia sarcinile seismice de calcul ncondiii de evitare a
colapsului, [1]. Deoarece tema actualei manifestritiinifice privete
monumentele istorice, lucrarea este completat cu unelereferiri la
ceea ce s-ar putea produce n Romnia cu asemenea structuri
depatrimoniu, la un seism viitor echivalent ca magnitudine cu cele
din anul
-
2
1999, produse n Turcia. Aici, s-au inclus foarte scurte
prezentri ale unorinvestigaii tiinifice ale autorului comunicrii,
ale cror concluzii suntoarecum alarmante n ceea ce porivete soarta
construciilor istorice laseismele puternice, n cazul n care nu se
vor ntreprinde urgent msurile deintervenie necesare.
DESPRE SEISMOTECTONICA PODIULUI ANATOLIAN
Fig. 1. Harta seismotectonic a Turciei (dup [2]).
Fig. 2. Zonele epicentrale ale seismelor din anul 1999.
-
3
Peninsula Anatoliei este dispus, conform
specialitilorgeofizicieni, desupra Oceanului Levantin, care ar fi
supus unei micri denlare. Acest fenomen geotectonic este
caracterizat i de efectuldeplasrii a trei plci tectonice: cea
african cu o micare de la sud sprenord, cea arabic care se
deplaseaz de la sud-est spre nord-vest i, n fine,cea iranian
(asiatic) care se mic dinspre est spre vest, fig. 1.
Deplasareatectonic rezultant pentru Anatolia este spre strmtoarea
Bosfor, iarseismele marcheaz aceste evenimente de micare a plcilor
tectonice.
Ca urmare a precedentelor mari cutremure din perimetrulmenionat,
exist marile falii seismice, cu sensul general de la vest spre
est.Studiind dispunerea acestor discontinuitti ale stratelor
litologice,seismologii turci preziceau apariia cutremurelor din
zona Izmit Dzce,[3]. Ei si ntemeiau previziunile pe faptul c n
respectiva zon ar fi trebuits apar o unire a faliilor situate la
est i la vest. Iar ultimile dou cutremure(din anul 1999) au
confirmat aceste evaluri, vechile falii fiind legate decea nou,
aprut n perimetrul menionat. Cele dou mari seisme, de
laIzmit-Kokaeli (din luna august) i Dzce-Bolu (din luna noiembrie),
au fostdestul de puternice avnd magnitudini peste 7 grade Richter
(respectiv 7.4cutremurul Kokaeli i 7.2 cutremurul Bolu), fig. 2.
Construciile (desigurcele neajunse n colaps n august) din aceeai
regiune a Turciei au fostpractic ncercate succesiv de dou aciuni
seismice majore.
DATE SEISMOLOGICE PRIVIND EVENIMENTUL DIN 17AUGUST 1999
Cutremurul de pmnt din 17 august 1999, ora local 03:02
(00:02GMT) a fost numit de la Kokaeli i a avut epicentrul la 3 km
de oraulGlck. Aceast localitate este foarte apropiat de un mare
centru industrialal Turciei i port la un golf al Mrii Marmara,
oraul Izmit. La staiaseismologic din Izmit, ora care este de fapt
centrul unei conurbaii, s-aunregistrat acceleraii maxime la vrf ale
terenului de 2.25 m/s2 peorizontal i de 1.35 m/s2 pe vertical, fig.
3.
Dup specialistii de la Universitatea de Stat din Istambul,
nepicentru au fost de fapt trei scurte ocuri seismice, [3], care,
datorit foartereduselor pauze dintre ele, au fost percepute i
nregistrate ca o micareteluric continu, avnd durata de 30 s la
Izmit, 100 s la Istambul i Bursa,60 s la Sakarya .a.m.d., [2].
Adncimea focarului a fost dup cele mai multe centreseismologice
din lume la numai 15 km. De aici caracterul tipic de cutremurde
suprafa, cu un coninut bogat n componente de frecvene nalte i
cuefecte distructive locale.
-
4
Fig. 3. Accelerogramele cutremurului din august 1999,nregistarte
la Izmit
Reamintim c acest tip de cutremur este caracteristic i
Banatului,pentru Vrancea fiind specifice hipocentrele de adncimi
intermediare (alecror efecte se propag la mari distane, pe parcurs
coninutul de frecvenefiind filtrat n favoarea frecvenelor
joase).
Prelucrrile semnalelor nregistrate indic pentru centrele
Dzce,Sakarya Iznik, Gebze, Bursa i Izmit importante amplificri
(=Sa,mdax/amax> 3.0 la amortizri de 5 %) n domeniul
elastic-liniar ale rspunsuluiseismic, pentru oscilatorii monomasici
reprezentai de construcii, tab. 1.Aceste date au rezultat utiliznd
spectrele seismice de rspuns nacceleraii, calculate de specialitii
turci, [2] i nregistrrile n acceleraii lasuprafaa solulului.
-
5
n fig. 4 se redau spectrele de rspuns n acceleraii calculate
pentrunregistrrile de la staia seismologic de la Izmit, pentru a
ilustra valorilelor destul de ridicate, respectiv marile solicitri
dinamice la care au fostsupuse construciile.
Tab. 1. Coeficieni de amplificare, i acceleraii maxime
aleterenului, amax (m/s2) la principalele staii seismice
(cutremurul din 17august 1999)Par.\Localit. Izmit Istambul Iznik
Bursa Gebze DzceE-V / amax 3.75
2.002.500.35
4.001.20
2.000.40
4.001.25
3.303.80
N-S / amax 4.201.20
3.000.30
4.000.80
3.800.50
4.002.50
5.003.00
Vertic. / amax 4.201.20
4.000.30
4.000.50
4.000.25
5.301.80
3.304.70
Interes prezint i disiparea de energie pe diferite frecvene
deoscilaie. Un astfel de parametru ar indica o mai bun corelare
ntre cauz iefect, atunci cnd am ncerca s evideniem tipurile
structurale cele maiafectate de un cutremur de pmnt. Din acest
punct de vedere, cea mai bunmsur a disiprii de energie seismic pe
frecvene ar fi dat de funciadensitii spectrale de putere, calculat
pe baza vitezogramelor micriiseismice. Nedispunndu-se de astfel de
prelucrri, ci numai de spectreleFourier ale vitezogramelor
rezultate prin integrarea accelerogramelor de lastaiile seismice
turceti, se poate totui afirma c cea mai mare disipare deenergie
seismic a fost urmtoarea:
pe domeniul 1.0 1.4 Hz n cazul centrelor Izmit, Gebze,
Iznik,Sakarya i sudul metropolei Istambul
pe domeniul 0.5 1.4 Hz n cazul oraelor Dzce i Bursa.Oricum, se
remarc faptul c, n toate situaiile, cele mai excitate
au fost cldirile de tipul cadrelor din beton armat cu un numr
mediu denivele (3 7), ale cror frecvene fundamentale de oscilaie
sunt cuprinsentre 1.0 i 1.4 Hz , respectiv ntre 0.7 s i 1 s
perioadele fundamentale deoscilaie.
La monumentele istorice, masivitatea zidriei din piatr
natural,iar n cazul unora chiar i marea rezisten a mortarului de
zidrie (cca.80 daN/cm2, n cazul Bisericii, acum moschee, Sf. Sofia
din Instambul) leconfer frecvene proprii fundamentale mult mai
nalte, fat de maximelespectrale menionate; aceast caracteristic
le-a conferit, de aceast dat,o sigurant n plus, prin evitarea
cvasi-rezonanei seismice. Totui, aufost i unele excepii: turnurile
reprezentate de vechile minarete, care au s-
-
6
au apropiat de acest fenomen de acordare a frecvenelor proprii
(ngenerala cele de ordin superior) cu cele predominante ale
terenului defundare. La aceste structuri istorice s-au produs
colapsuri.
Fig. 4. Spectre de rspuns pentru nregistrile de la staia
seismologic Izmit.
4. EFECTE LA NIVELUL TERENULUI I LA CILE DECOMUNICAIE, CAUZATE
DE CUTREMUR
La suprafa ateptarea prelungirii unor falii a fost constatat. Pe
olungime de aproximativ 50 km s-au marcat dou mari rupturi, ntre
rulSakarya i oraul Glck. Diferenele de deplasare ntre cele dou
laturi alefaliei au atins i valori extreme de pn la 260 cm, aa cum
se vede n fig. 5deformarea unei ci ferate care traversa falia
seismic din 17 august 1999.
Mari efecte de faliere s-au constatat i la cile de
comunicaiirutiere, dup cum se vede foarte clar n fig. 6. Fenomenul
a afectat i untablier de pod (pasaj de traversare a unei autostrzi)
care s-a prbuit, fig. 7.De altfel, acest pod a fost singurul care a
fost grav avariat n august 1999,spre deosebire de cutremurul din
noiembrie, cnd au fost produse maridezastre la unele poduri de osea
(autostrzi).
Un adevrat dezastru s-a ntmplat la fundul golfului Izmit.
Aicis-au construit n ultimii ani, pe un teren de slab consistent,
(rezultat nurma sedimentrilor specifice unei delte la un ru care
deverseaz n mare),cldiri cu 5 6 nivele. Falierea produs de cutremur
a condus la prbuirea,incredibil ca dimensiuni, a unei zone de
litoral, astfel c respectivelecldiri sunt astzi cu ultimul planeu
sub nivelul mrii. Drept dovad aurmas unele construcii vecine, care
au ajuns (la data inspectrii, 20octombrie 1999) s aib cota +/- 0.00
sub nivelul mrii. Desigur, acestecldiri erau planificate pentru
demolare.
La unele taluzuri s-au produs fenomene de instabilitate, tot
caurmare a fenomenului de faliere seismic, dup cum se observ n fig.
8.ns, cele mai mari probleme din acest punct de vedere le-a creat
totcutremurul din luna noiembrie.
-
7
De menionat este faptul c falia seismic produs n 17 august
atraversat Marea Marmara, atingnd sudul metropolei Istambul. n
acest oraau avut de suferit, inclusiv colapsuri totale, mai ales
cldirile din aceastzon. Cele dou poduri suspendate peste strmtoarea
Bosfor nu au suferitavarieri, dar o propus nou lucrare de unire a
Europei cu Asia, la sud deaceste dou mari realizri inginereti, a
fost abandonat deocamdat,deoarece ar traversa falia
seismo-tectonic.
Fig. 5. Efectul fenomenului de faliereseismic la o cale
ferat.
Fig. 7. Prbusirea unui tablier de podrutier, ca urmare a
fenomenului de
faliere
Fig. 6. Efectul fenomenului de faliereseismic la o osea.
Fig. 8. Taluz afectat de fenomenul defaliere seismic.
EFECTE ASUPRA CONSTRUCIILOR INDUSTRIALE INVMINTE PENTRU
CONSOLIDRILE REVERSIBILECU METAL
Zona epicentral Izmit-Dzce are un mare grad de dezvoltareurban.
De asemenea avea i o extins industrie, venitul pe cap de locuitorn
aceast regiune depind de cca. 3 ori pe cel mediu al Turciei (de
cca.
-
8
6600 dolari/cap de locuitor !). Ramura industrial de baz n
conurbaia cucentrul la Izmit este cea a prelucrrii petrolului. Aa
se justific faptul ccele mai importante pagube produse la
cutremurul din august au fostsemnalate la rafinrii. n fig. 9 se
arat modul n care au fost avariate unelerezervoare de petrol. n
fig. 10 sunt vizibile ruinele unei complex industrialprbuit. De
menionat este incediul puternic la un rezervor; limitarea
istingerea acestui focar potenial al unui i mai mare dezastru.a
durat ctevazile de imense eforturi.
Totui, ce ar trebui reinut n acest context, rezervat mai
alesstructurilor istorice, analiznd comportarea construciilor
industrialedistruse n Turcia de cutremurul din august 1999 ? n
primul rnd, faptul ccele din urm erau destul de sensibile la aciuni
seismice puternice, mai alesla cele verticale. n al doilea rnd,
faptul c structurile realizate din metal aufost insuficient
asigurate din punct de vedere al stabilitii locale. n altreilea
rnd, faptul c instalaiile industriale complexe de tip cuplat
ausuferit efecte semnificative ale interactiunii seismice dintre
diferitelesubsisteme care le compuneau. Aceste aspecte par a nu fi
fost sesizate lamomentul proiectrii, lucru de altfel justificabil,
codurile de proiectare fiindnc deficitare din acest punct de
vedere.
Fig. 9. Rezervor metalic de petrolavariat de cutremur. Fig. 10.
Complex industrial dup
colapsul cauzat de cutremurul depmnt.
Transpunnd aceste constatri la munumentele istorice, rezult
oremarc special: Trebuie acordat un discernmnt deosebit la
aa-ziseleconsolidri de tip reversibil, cnd vechiul material (cel
istoric) se asociazcu ranforsrile din metal. Nu este vorba aici de
ceea ce muli specialitisusin cu obstinaie: de necesitatea absolut a
asocierii zidriei moi cuoelul de tip ductil ! Mai precis, putem
discuta n primul rnd desprenecesitatea evitrii consecinelor
defavorabile, asociate cu fenomenele de
-
9
cuplare dinamic ntre cele dou subsisteme: zidria masiv (cu
frecveneproprii i amortizri n general ridicate) i oelul svelt (cu
frecveneproprii i amortizri cu mult mai sczute). Pot s apar
coliziuni, iar ncazurile de cvasi-acordare micrile de rspuns
seismic vor fi maicomplicate datorit atenurilor de rspuns seismic
ale unor componente,nsoite de supraamplicifrile altora !
EFECTE ASUPRA CONSTRUCIILOR CIVILE RELATIV NOIn cadrul acestei
lucrri vom considera ca fiind construcii civile
relativ noi acele edificii care s-au realizat n ultimii 25 ani n
Turcia. Faptulc n marea lor majoritate au structura de rezisten din
beton armat, iarelementele despritoare sunt de tip ceramic (n
general blocuri cu goluriverticale, cu grosimi de numai 12.5 15.0
cm), permite o astfel dencadrare. De notat i regimul de nlime
specific: 5 6 nivele (inclusivparterul). Se menioneaz aproape
cvasitotalitatea concentrrii distrugerilorla acest tip de cldiri,
care asigur n cea mai mare parte locuinele de mas,(cu excepia unor
aproape nesfrite zone rezideniale ale Instambuluiasiatic, unde
regimul de nlime este de numai dou nivele pentru case uni-sau
bi-familiale).
Ceea ce este caracteristic construciilor civile n cadre de
betonarmat din Turcia este folosirea cadrelor lamelare, adic a
stlpilor curaportul dintre nlimea seciunii i grosimea acesteia de
peste 2.5, (lainspectarea pe teren s-au msurat dimensiuni de 60 x
20 cm !) i a grinzilorcu aceleai grosimi. n fig. 13 se arat un bloc
de locuine n construcie, iarn fig. 11 este schematizat blocul tip
turcesc i tipurile clasice de cedareconstatate de autor.
Se remarc n figura 11a modul n care, imediat peste parter,
serealizeaz o extindere a suprafeelor utile: prin ieirea
semnificativ nconsol a planeelor i a zidurilor de umplutur
exterioare. n multe situaii,zidurile ceramice de la etaje s-au
nlocuit cu perei structurali din betonarmat, rezultai din
transformarea stlpilor prin alungirea laturilor mai lungiale
seciunilor transversale. Oricum, la parter structurile au
fostsensibilizate puternic, comparativ cu nivelele superioare,
astfel c fiecaretronson de cldire poate fi foarte bine asimilat cu
un clasic pendul inversatde tip monomasic. Adic, concentrarea
deformaiilor induse de forele deinerie seismice va fi produs
practic numai la nivelul stlpilor de la parter.Aa s-au putut
produce colapsurile prin mecanismul plastic de nivel laparter,
conform schiei din fig. 11b.
-
10
Fig. 11. Particularitile blocului tip turcesc: a. de structur;
b. de cedare laseism
Fig. 12. Structur de cadre lamelare nexecuie. Fig. 13.
Construcie n cadre, grav
avariat la Dzce.
Pe de alt parte, armarea elementelor din beton armat a fost
foartedeficitar, oelul longitudinal din stlpi fiind de tip lis, (3
x 2 bare cudiametrul de 16 mm s-au constatat la nivelul
parterului), iar etrierii au fostfoarte rari, (la 20 cm n zonele
plastice poteniale !). Barele longitudinaledin grinzile de cadru
aveau ancorri insuficiente, ciocurile fiind realizatechiar n
slabele noduri cu stlpii. Nodurile erau de asemenea total
deficitaredin punct de vedere al confinrii cu etrieri. Autorul
acestui articol a efectuat
-
11
recent un studiu restrns de simulare a comportrii seismice a
nodurilorgrind-stlp de tip turcesc. S-a folosit modelarea cu
elemente finite aunui astfel de nod de cadru (exterior la parter),
unde lipsesc etrierii, iarbarele de armare longitudinale ale
stlpului superior i cele ale grinzii itransmit eforturile la beton
numai n zone limitate marginal, din cauzalunecrilor partiale n nod.
Rezultatele simulrii numerice au indicat ocretere mai mult dect
dubl a tensiunilor principale de ntindere nbetonul din nodul
turcesc, n comparaie cu cazulul nodului bine alctuit.Cu alte
cuvinte, fisurarea i cedarea unor astfel de noduri este
foarteputernic favorizat de deficienele de (ne)armare existente. Al
doilea modde colaps, schiat n fig. 11a, cel prin cedare noduri,
nsoit sau urmatde forfecarea i zdrobirea din compresiune a stlpilor
de la mai multenivele poate fi explicat n acest mod.
In fig. 12,, 21 se arat cteva cazuri de grave avarii
(inclusivcolapsuri) ale unor astfel de construcii din zona Izmit i
zona de sud ametropolei Istambul.
Fig. 14. Blocuri de locuine n colapsparial la Istambul.
Fig. 15. Bloc de locuine n colapstotal la Izmit..
-
12
Fig. 16. Bloc de locuine rsturnat la IzmitFig. 17. Colaps total
a construciei
cu prbuirea n mare, la Izmit.
Fig. 18. Bloc de locuine n colaps total.Fig. 19. Detalii de la
un bloc n
colaps total
. Fig. 20. Vedere de ansamblu dintr-uncartier din zona
cvasi-epicentral, cu
foarte multe colapsuri totale de cldiri.
Fig. 21. Echip de degajare aresturilor la o construcie
prbuit.
-
13
EFECTE ASUPRA CONSTRUCIILOR DE CULT IMONUMENTELOR ISTORICE DIN
TURCIA
Cldirile mai vechi, inclusiv cele care sunt monumente istorice
saude arhitectur, au fost realizate din zidrii ceramice sau din
piatr natural.Din ceea ce s-a putut constata pe teren, aceste
edificii sunt grupate nvechiul ora Istambul, fost
Constantinopole.
Cutremurul din 17 august 1999 a fost destul de puternic doar
nsudul prii europene a oraului Istambul, (zon vecin cu falia
seismic),unde acceleraiile orizontale maxime la sol au atins vrfuri
de pn la 0.50m/s2 , iar cele verticale de maximum 0.30 m/s2.
Valorile maxime dinspectrele de rspuns n acceleraii au fost de 1.5
m/s2 pe orizontal i de0.80 m/s2 pe vertical. Exceptnd cteva cldiri
de mrime relativ maimic, cel mai important vestigiu istoric n zona
afectat a Istambulului estereprezentat de zidurile mparatului
Teodosiu. Micile fracturi ale acestuia,deja existente, nu par s fi
fost deschise semnificativ de cutremur.
Cu toate acestea, datorit fenomenelor asociate chiar cu
micriseismice reduse s-au produs i unele avarii la constructii
vechi, istorice ide cult, n zona central-european a marii metropole
de la Bosfor. n acestsens, se poate cita mrirea deschiderii
crpturilor de la moscheea dinpiatr natural vecin cu Primria General
a Istambulului. Fisurareavertical (pe meridian) mai veche s-a
majorat n mod ngrijortor lacutremur, datorit efectelor de
cvasi-lichefiere i tasare inegal a terenuluide sub fundaii.
Este totui interesant de artat ct de bine arat marile
edificiireligioase, cu arhitectur, spaialitate i proporionaliti.
inginereti (mase,rigiditi) remarcabile. Este vorba de Biserica
(acum moscheea) Sf Sofia,fig. 22 (a i b) i de aa-numita Moschee
Albastr, fig. 23 (a i b). Estedrept, nici caracteristicile
seismului nu au fost acordate cu proprietiledinamice ale acestor
dou mari ansambluri monumentale.
Totui, minaretele moscheelor (turnurile anex) ceva mai vechi
seconstruiau din zidrie.O serie de astfel de structuri au fost
retezate lacutremur, cauza putnd fi desigur oscilaiile lor dup un
mod superior.
La moscheele contemporane, minaretele sunt din beton armat i,mai
ales, din beton precomprimat. Noile materiale le-au permis o
buncomportare la cutremur, nefiind sesizate avarieri.
n ceea ce privete construciile de cult moderne
(moscheele),acestea sunt realizate n sistemul pereilor din zidrie
ceramic, cu smburii centuri din beton armat, avnd domurile din
beton armat prefabricat.Aceste construcii s-au comportat foarte
bine la cutremurul Kokaeli. Drept
-
14
dovad este imaginea din fig. 25, unde se vd foarte clar o
moschee i oconstrucie civil (ambele construite dup cunotintele
tiintifice, incluse nnormele actuale de proiectare) nvecinat rmase
intacte, n timp ce n jurtoate cldirile au fost aduse n colaps
total.
Fig. 22.a. Biserica Sf. Sofia. Exterior Fig. 22.b. Biserica Sf.
Sofia. Interior
Fig. 23.a. Moscheea Albastr. Exterior Fig. 23.b. Moscheea
Albastr. Interior
Fig. 24. Omoschee i un
bloc (construciimoderne) care au
rezistat intr-uncvartal total n
colaps
-
15
O ESTIMARE PRIVIND RISCUL SEISMIC ALMONUMENTELOR ISTORICE DIN
ROMNIA,COMPARATIV CU CEEA CE S-A CONSTATAT LAISTAMBUL N AUGUST
1999
n arealul romnesc exist zone cu seismicitate ridicat
(Muntenia,estul Moldovei, Oltenia, Banatul, partial Criana). dar i
altele cu un risc decutremure importante mai redus. Pe de alt
parte, monumentele istoricesunt rspndite pe tot teritoriul, ceea ce
face ca numrul acelora dejaafectate de numeroasele cutremure de
pmnt s fie destul de ridicat.
Fiind n marea lor majoritate realizate din zidrii din piatr,
(uneorii din crmid sau n asociere cu acest material), degradrile
seismice suntmarcate de fisuri (fine i medii ca deschidere), precum
i de crpturiputernice. De multe ori, peste efectele seismice s-au
adugat cele provenitede la deficienele de infrastructur (teren i
fundaii).
La bisericile ortodoxe prezena turlelor, iar la cele catolice
iprotestante a turnurilor a imprimat mari neomogeniti de
conformaredinamic structural, astfel c aceste excrescene au avut
aproapentotdeauna de suferit. De aici i foarte numeroasele biserici
monumenteistorice - care necesit grabnice msuri de
consolidare/reabilitare. Deoareceaspecte specifice (inclusiv cele
privind corelarea tip structural-perioadistoric de construcie) au
fost prezentate de autor n lucrarea [4] nu se maidezvolt aici acest
aspect.
Un fenomen deosebit se constat la turnurile masive din piatr
carereprezint accesul n incintele monahale fiind n acelai timp i
clopotnieleacestor aezminte religioase. Aici avarierile periculoase
sunt foartediverse. Vom prezenta aici ca exemplu Turnul Mnstirii
Golia din Iai, alecrui faade sunt puternic marcate de fisurri
destul de periculoase pentrusigurana la un viitor seism de grad
VIII (cel standardizat pentru oraulIai), fig. 25. La acest monument
demararea unor investigaii, urmate derepunerea imediat n siguran
este absolut necesar !
Pe de alt parte au rmas multe monumente n stadiu de antierde ani
de zile. Aici avarierile continu, n loc de a fi stopate, datorit
lsriide izbelite a construciilor i mai slbite pe parcursul
interveniilorabandonate. Cazuri clasice sunt cele al sediului
Filarmonicii i aleConservatorului din Iai. Autoritile locale i
teritoriale ar trebui s alocegrabnic fonduri pentru o
re-expertizare a strii actuale a acestor obiective,precum i pentru
readaptarea proiectelor de consolidare i de terminare
areabilitrilor structurale i de finisaje, plus instalaii.
-
16
Fig. 25. Turnul Golia din Iai, cu degradrilede pe faadele
principal i de vest
DETERMINRI TIINIFICE DIN AR, UTILE LAREABILITAREA STRUCTURAL A
MONUMENTELOR
Dup unele experiene de teren, (n primul rnd prin
asigurareaasistenei tehnice/proiectare la consolidarea bisericii
Frumoasa din Iai,utiliznd conceptele marelui profesor Alexandru
Cimigiu, dar i cu alteocazii), autorul acestui articol a
determinat, n premier mondial funcia defriciune n regim dinamic la
zidrii, [5], testnd pe un simulator seismic(fizic), dou modele din
zidrie cu rezistene slabe ale mortarului, (decisimilare celor
existente la monumentele istorice din ara noastr), fig. 26.Au
reieit valori cu mult mai reduse fa de ceea ce propun toate
referinele(coduri de proiectare sau manuale) pentru verificare.
Adic, n cazulacordrii structur-teren de fundare valoarea scade pn
la 0.15, iar nmod curent se poate conta pe un coeficient maxim de
friciune de numai0.2, (fa de 0.5, ct se accept n mod uzual !), fig.
27 (experimental) i 27(normalizat). Cu alte cuvinte, un nou semnal
de alarm n ceea ce
-
17
privete monumentele istorice degradate structural, care trebuie
consolidateefectiv i nu numai reparate !
Pe baza acestor determinri, autorul prezentei comunicri
aprezentat la o reuniune tiinific mondial o procedur proprie de
evaluarea riscului seismic, aplicabil la monumentele istorice,
[6].
De altfel, la INCERC Filiala Iai exist numeroase preocupripentru
determinarea strii de siguran a unor monumente istorice.Cercettorii
de aici au efectuat determinri de caracteristici dinamice(parametri
corelabili cu rigiditatea global efectiv a construciei) i
decaracteristici fizico-mecanice de material la numeroase monumente
dinIai, n cadrul unor expertizri tehnice. Astfel de msurtori sunt
necesarei dup operaiunile de consolidare, tocmai pentru a se
verifica eficacitateainterveniei. Cu toate acestea trebuie menionat
faptul c n cazul unordeterminri dinamice globale se pot produce
unele erori de apreciere, (ase vedea deja cazul citat al Turnului
Mnstirii Golia).
Pentru a remedia acest mare neajuns, autorul prezentei
comunicriare n curs de elaborare o procedur complex
teoretico-analitico(matematic)-experimental de determinri
specifice, care pot asigura ungrad sporit de precizie, n stare de a
demasca i cuantifica mai precis attdegradrile locale, ct i
autentica remediere obinut dup intervenia deconsolidare. (Se prea
poate ca lucrrile de intervenie, n unele cazuri destulde empiric
concepute i realizate, s nu fie de folos, ci chiar din contra
!).Problema cea mai dificil - pentru definitivarea i aplicarea
proceduriiconcepute de autorul lucrrii - este lipsa fondurilor
(relativ minime)necesare achiziionrii de ctre INCERC Iai a unei
absolut minime inecesare dotri experimentale de teren. n acest
sens, att organismeleguvernamentale, ct i sponsorii din sectorul
privat ar putea contribui lafinalizarea acestui proiect mai mult
dect necesar n activitatea derestaurare a construciilor-monumente
istorice. n fond, cercetareatiinific cu rezultate imediat
aplicative ar trebui s fie mai bine tratatchiar de potenialii
beneficiari, respectiv, n cazul restaurrilor demonumente istorice,
de ctre firmele-antrepriz de profil.
-
18
Fig. 26. Modele experimentale pe platforma de simulare seismic a
INCERC Iai
Fig. 27. Funcia experimental de friciune la zidrii ci mortare
slabe
F U N C T IA D IN A M IC A D E F R IC T IU N E
00 ,10 ,20 ,30 ,40 ,50 ,6
F r e c v .p r e d o m . s e i s m / f r e c v . f u n d a m . ,
s t r u c t u r a
Coe
ficie
nt d
inam
ic, f
Fig. 28. Funcia de friciune normmalizat la zidarii cu mortare
slabe
-
19
CONCLUZII GENERALEMarele eveniment seismic din 17 august 1999 de
la Izmit, Turcia,
s-a manifestat din punct de vedere geofizic: prin deschiderea
unor lungi imari falii (maximum 260 cm diferene de deplasare la
suprafaa solului),prin lichefierea terenurilor nisipoase, prin
vibraii de mare intensitate i unimens potenial distructiv n ariile
din jurul epicentrului.
Din punct de vedere al efectelor asupra construciilor, daunele
aufost considerabile: cca. 25000 de cldiri distruse sau de
nerecuperat, 5000de cldiri de consolidat, distrugeri la ci de
comunicaii, scoaterea din uz anenumrate capaciti industriale (la
Izmit n proportie de peste 80 % !). Oestimare a oficialitilor
turce, la nivelul lunii octombrie 1999, conducea ladaune de
aproximativ 20 miliarde dolari. Desigur la acestea s-au adugatalte
pierderi materiale la cutremurul din noiembrie.
Din punct de vedere uman, s-a produs pierderea a cca. 40000
devieti i rnirea a altor 150000 de persoane. Distrugerea masiv a
unorntreprinderi a nsemnat, indirect, alte pierderi considerabile
pentrupopulaia din zonele afecate de cutremur. Cu toate acestea,
guvernul turc i-a mobilizat toate resursele pentru a ajutora pe cei
rmai fr adpost. Fra inventaria msurile luate, vom reine doar faptul
c s-a hotrt adpostireatuturor sinistrailor n sutele de blocuri de
locuit noi, existente n zonelevecine cu cele afectate de dezastru.
De notat: statul va aloca plata chiriilorpe timp de un an pentru
cei incapabili s le acopere, construciile rmnndn continuare ale
proprietarilor privai. Proprietarii construciilor, dac vordori, le
vor putea vinde celor interesai, statul facilitnd credite
avantajoasen acest sens. Desigur, investiiile rmn n continuare
apanajul sectoruluiprivat, (indiferent dac sunt de provenien intern
sau extern). De altfel,boom-ul economic al Turciei actuale este
datorat dezvoltrii puternice apieei libere. Sutele de construcii
noi, cele mai multe n execuie, (constndn cvartale cu blocuri de
locuine i hale industriale), care se vd de-alungul autostrzilor,
sunt cea mai elocvent dovad a faptului c atragereacapitalurilor
strine prin politici i legislaii economice coerente reprezintcheia
prosperitii unei naiuni, (chiar din zona noastr, balcanic !).
Ultima msur (cea a asigurrii locuinelor, preponderentumanitar)
este oarecum asemntoare cu ceea ce a realizat recent nRomnia
MLPAT-ul. Este vorba, desigur, de nfiinarea Ageniei Naionalede
Locuine i de facilitile acordate proprietarilor pentru
expertizarea,proiectarea i execuia consolidrilor la imobilele cu
destinaia de locuine.Sprijinirea la nivel de guvern a aplicrii
reglementrilor recente privindrepunerea n siguran a fondului
construit existent, oriunde este cazul,
-
20
devine o necesitate stringent, deoarece n ar exist mult mai
multeimobile care pot fi ncadrate n clasa I de risc seismic. Nu ne
putem limitanumai la cele peste 100 nominalizate la Bucureti,
ceteni ai rii locuindi n alte orae i localiti rurale ! Aici par a
fi prioritar necesare msurilelegislative care s tenteze bncile s
fie mai interesate n reducereanivelului dobnzilor pentru
mprumuturile necesare executrii lucrrilor derepunere in siguran a
cldirilor vulnerabile din punct de vedere seismic.Aceste intervenii
structurale nu mai pot suferi amnri, n condiiile n careun mare
seism intermediar este ateptat n viitorul imediat n zona
Vrancea,iar altele superficiale sunt posibile oricnd n Banat.
Revenind la aspectele tehnico-inginereti, putem concluziona c
oaciune pentru mbuntirea codului de proiectare antiseismic
P100-92este mai mult dect necesar. Se pot meniona aici ca fiind
prime urgenereevalurile urmtoarelor chestiuni:
Zonarea seismic (cazul Banatului - cu risc potenial
dincutremurele locale de suprafa, deci necesitnd curbe particularei
nu cele generale, deduse pentru Bucuretii supui
cutremurelorvrncene; cazul celorlalte regiuni, supuse riscului
cutremurelorvrncene - care ar trebui s fie cel puin ceva mai
detaliate, dac numicrozonate; reanalizarea parametrilor perioade de
col actualmente cu o distribuie grosier a valorilor Tc ).
Cuantificarea sarcinilor seismice, n sensul deja amintit
ncapitolele precedente ale articolului (n privinta factorilor ks ,
, ),dar i prin luarea n considerare a aspectelor energetice;
(pentruultima chestiune autorul articolului de fa a propus n urm
cuciva ani utilizarea unei funcii sau unui coeficient dependent
defuncia medie a densitii spectrale de putere a vitezelor
excitaiilorseismice).
Introducerea unor prevederi specifice analizei seismice
pentruconstruciile-monumente istorice, care dei sunt cazuri
particulare,nu pot fi tratate alfel dect celelelte edificii supuse
oscilaiilorinduse de cutremurele de pmnt. Aplicarea procedurilor
specificecorpurilor cu discontinuiti (metoda de friciune - elaborat
deautorul lucrrii de fa, ori cea a elementelor discrete implementat
deja n programul de calcul UDEC) sunt astfel demetode specifice de
analiz pentru monumentele istorice. Aicicolaborarea efectiv dintre
specialitii MLPAT i cei aiMinisterului Culturii trebuie s devin
mult mai operativ,concurena cu orice pre fiind de fapt
contraproductiv.
-
21
Proiectarea seismic a consolidrilor moderne de monumenteistorice
trebuie s ia n considerare acest fenomen de cuplaredinamic, la fel
ca i sistemele de instalaii/echipamente +structuri-suport, innd
cont de interaciunea lor dinamic-seismic.Numeroase investigaii ale
autorului n domeniul comportriidinamic-seismice a structurilor
cuplate (de tip industrial) au condusla propuneri concrete de
relaii de calcul utile proiectrii, destul demulte fiind deja
publicate n diverse reviste i volume, fiindposibil i extinderea lor
pentru cazul unor consolidri demonumente istorice.n ncheiere,
autorul acestei lucrri mulumete conducerilor
MLPAT i ISCLPUAT pentru oferirea posibilitii de a studia la
faalocului, n perioada 18 20 octombrie 1999, urmrile dezastrului
din 17august 1999, precum i pentru fotografiile care ilustreaz
prezentulmaterial.
Totodat, autorul comunicrii i exprim sperana c attMLPAT, ct i
Ministerul Culturii (prin DMASI), cu sprijinul maiconsistent al
Ministerului Finanelor, dar i al autoritilor locale(judeene i
municipale) ca principale beneficiare, vor gsi modaliti
desprijinire/finanare mai eficient pentru toate activitile de
salvgardare apatrimoniului naional de tipul construciilor vechi
(monumente istoricesau, chiar, numai monumente de arhitectur, dar
care nu sunt cu nimic maiprejos dect primele). Desigur aici trebuie
incluse n mod obligatoriu ialocrile de fonduri strict necesare
pentru cercetarea tiinific despecialitate, astfel ca n final
rezultatele s fie mai sigure i, cu siguran,mai.economice.
-
22
BIBLIOGRAFIE1) Olaru D. Cutremurul din Turcia, 17 august 1999.
Date seismologice i efecte
asupra construciilor in rev. Construcii, Bucureti, nr. 2 /20002)
Aydan . A prelimenary investigation of Kokaeli earthquake of August
17,
1999 Rep. TDV/DR 007-43/1999 Universitatea Tehnic Istambul3) ***
- Note de la discuiile avute la Universitile din Istambul (Tehnic,
Ilmz,
de Stat) 19 oct. 19994) Olaru D. Determinari ale
caracteristicilor fizico-mecanice la cldiri istorice-
monumentale in rev. Construcii, Bucureti, nr. 3 /20005) Olaru D.
Features of the load capacity assessment for old masonry
structures
in vol. 1st RAWSE (First Romanian-American Workshop in
StructuralEngineering), Iai, 1999
6) Olaru D. Damaged masonry structures and their residual shear
capacity byfriction effect in vol. Proceedings of the XI WCEE
(World Conference inEarthquake Engineering), Auckland, New Zealand,
ian-febr. 2000