Rezistența la seisme – o provocare pentru securitatea edificiilor

Pe 23 iunie 2015 dr. în tehnică, conf. univ. Anatolie Zolotcov, viceministru al dezvoltării teritoriului și construcțiilor, a susținut la UTM teza de doctor habilitat în tehnică „Calculul rezistenţei pereţilor construcţiilor monolite la acţiuni seismice” la specialitatea „211.02 – Materiale de construcţii, elemente şi edificii”.

Tema propusă pentru cercetare are o actualitate deosebită pentru securitatea seismică a RM. Pe parcursul anilor 1901-2000 focarul Vrancea a generat 28 de cutremure puternice, 5 dintre ele fiind resimțite și în Moldova în anii 1901, 1908, 1940, 1977 și 1986, având o magnitudine mai mare de 7,0 și provocând pagube grave. În anii 2012 și 2013 au fost înregistrate 239 și respectiv 174 de seisme de intensitate mică, generate de focarul Vrancea, care, din fericire, nu au provocat daune materiale în RM.

După aprobarea temei la Consiliul de profil și perfectarea planului tezei în comun cu regretatul prof.univ., dr. hab. Iurie Izmailov, consultant ştiinţific, dr. A. Zolotcov s-a axat în cercetările sale experimentale pe reducerea golurilor în cercetarea funcționării pereților structurali de beton armat ai clădirilor în condiții de încărcare complexă (la acțiunea simultană a forței verticale și orizontale). În acest scop au fost cercetate static: deformarea pereților structurali la solicitări oscilante de semn alternant a forței orizontale; diagramele eforturilor normale (σᵧ) și tangențiale (τxy) în zona comprimată a betonului pereților structurali și ale curbelor pe lungimea armăturii întinse de contur și au fost propuse unele măsuri constructive de prevenire a flambajului armăturii de contur, prevenind influența armăturii de câmp asupra rezistenței pereților structurali de beton armat la deformații de încovoiere și forfecare.

În urma cercetărilor, autorul a ajuns la următoarele concluzii: armarea de contur sporește capacitatea portantă a pereților, însă pentru aceasta trebuie prevenit flambajul barelor de armătură, instalată pe conturul pereților; armarea de câmp pe diagonală este mult mai eficientă, decât cea cu plase, deoarece traiectoria eforturilor unitare principale de întindere coincid cu axele carcaselor; eforturile unitare transversale (efectul Dorn) în calculul pereților structurali de beton armat la acțiunea seismică pot fi neglijate, deoarece în faza de rupere eforturile unitare în armătura de rezistență tind spre valorile de calcul ale rezistenței armăturii la întindere( ); din cauza măcinării suprafețelor fisurilor în fisura înclinată, pot fi neglijate eforturile de agățare a dinților în calculele fazei de rupere a pereților structurali de beton armat la solicitări cu caracter oscilant de semn alternant; deplasările reciproce ale blocurilor de pereți, după formarea în acestea a fisurilor sub formă de zigzag, contribuie la o disipare considerabilă a energiei oscilațiilor, în special pe sectoarele orizontale ale fisurilor; analiza formării fisurilor în pereții structurali plini permite stabilirea traiectoriei fisurii critice pentru modelul de calcul a unor astfel de pereți: aceasta începe în zona întinsă a etajului imediat superior, aproximativ sub un unghi de 60°, coboară spre planșeu, trece prin rostul tehnologic și sub același unghi pleacă spre zona comprimată a etajului imediat inferior, traiectoria fisurii critice (de calcul) având forma de zigzag.

În baza analizei materialului teoretic și factologic, acumulat în procesul de elaborare a tezei, și luând în considerare rezultatele încercărilor statice ale pereților structurali, autorul a formulat un șir de recomandări practice, inclusiv înnădirile armăturii de contur trebuie scoase în afara limitelor de 1/4 din înălțimea etajului deasupra nivelului fiecărui planșeu; construcția înnădirilor trebuie să excludă excentricitatea de transfer a eforturilor în barele înnădite; secțiunea de calcul a armăturii de contur să fie stabilită cu un număr minim de bare; în zonele cu posibila flambare (aproximativ 1/4 din înălțimea etajului de la nivelul planșeului) armăturile de contur trebuie fortificate sub formă de spirală (efectul beton fretat); capacitatea portantă a pereților structurali de beton armat în secțiunile înclinate, la proiectarea clădirilor la acțiuni seismice, poate fi determinată cu aplicarea metodei analitice de calcul elaborate, care ia în considerație acțiunea simultană în secțiunea înclinată de calcul: momentele de încovoiere; eforturile transversale și normale; betonarea separată a pereților și amenajarea rosturilor tehnologice.

Referenții oficiali – dr. ing., prof. univ. Polidor Bratu, președinte-director general, ICECON SA, București, România; dr. ing., prof. univ. Ion Radu Pascu, UT de Construcții, București, România; dr. ing., prof. univ. Doina I. Ștefan, UT „Gh. Asachi” Iași, România, dr. Anatolie Taranenco, șef catedră UTM, secretarul științific al Consiliului; membrii Consiliului dr. hab., prof. univ. Eugen Livovschi, m.c. al AȘM; dr. hab. Vasile Alcaz, AȘM dr. ing., prof. univ. Alexandru Secu, UT „Gh. Asachi” Iași, România, dar și experții externi din instituțiile de profil din Chișinău, Galați, Iași, Kiev și Odessa, au consemnat că noutatea științifică a tezei de doctor habilitat examinată rezidă în elaborarea unui model nou de calcul al traiectoriei fisurii critice a clădirilor cu pereți structurali de beton armat, ținând cont de acțiunea seismică; a unei noi metode analitice de calcul a rezistenței pereților structurali de beton armat la ruperea după secțiuni înclinate, care ține cont de acțiunea concomitentă în secțiunea înclinată de calcul a momentelor de încovoiere, eforturile transversale și normale, precum și de influența particularităților tehnologice de edificare a clădirilor cu pereți structurali de beton armat, precum betonarea separată a pereților și amenajarea rosturilor tehnologice; a unei scheme principial noi de armare a elementelor plane din beton armat, care funcționează la solicitări cu caracter oscilant de semn alternant; rezultatele cercetărilor științifice efectuate conturând o nouă direcție științifică în domeniul proiectării construcțiilor antiseismice privind calculul rezistenței pereților structurali de beton armat la ruperea după secțiuni înclinate.

Potrivit dr. hab. prof.univ. Ion Rusu, șef catedră la UTM, președintele Consiliului, valoarea practică și implementarea rezultatelor cercetării este incontestabilă. Propunerea autorului privind metoda analitică de calcul rezistenței pereților structurali de beton armat la ruperea lor după secțiunile înclinate este utilizată în normele de construcție aplicate în RM: „Строительство монолитных зданий в сейсмических районах Молдавской ССР” (РСН 13-87, p. I, subpct. 5.25.1.) și „Calculul, proiectarea și alcătuirea elementelor de construcții din beton armat și beton precomprimat” (NCM F.02.02.-2006, pct. 5.2.10).

Fiind expusă pe 230 de pagini, teza cuprinde 5 capitole cu concluzii şi propuneri, 139 titluri bibliografice, 81 de figuri și 9 tabele. Principalele rezultate ale cercetărilor ştiinţifice au fost publicate în 25 de lucrări ştiinţifice şi o monografie, au fost prezentate la diverse congrese și conferințe tehnico-științifice naționale, europene și internaționale în domeniul construcțiilor antiseismice.