Zašto su stare zidane građevine toliko osjetljive na potres?

Stare građevine, one izgrađene prije 1964. godine, kada je počela protupotresna gradnja u Hrvatskoj, u posebnom su riziku oštećenja od potresa. Razlog tolike osjetljivosti starih zidanih zgrada na potrese uglavnom leži u njihovoj konstrukciji, koja je izgrađena kako bi podnijela okomita opterećenja. Osnovni nosivi elementi stare zidane građevine poput zidova, lukova i drvenih stropova međusobno su povezani kako bi se osiguralo preuzimanje vertikalnih opterećenja, dok graditelji nisu razmišljali o mjerama za poboljšanje ponašanja građevine tijekom potresa. Čak i nosivi materijal, zidovi od kamena, opeke ili miješani, koji relativno dobro podnosi tlačna opterećenja, nije u stanju izdržati naprezanja i smicanja koje uzrokuju vodoravne sile nastale zbog njihanja građevine tijekom potresa.

Velika oštećenja na zidanim objektima nastala tijekom potresa iz 2020.

SLIKA 1: Velika oštećenja na zidanim objektima nastala tijekom potresa iz 2020.

Očekuje se da će zidana građevina, koja je u obliku kutije, u potpunosti funkcionirati čak i tijekom potresa. Naravno, ako zidovi nisu međusobno povezani, ne može se očekivati odziv konstrukcije u kojoj svi elementi sudjeluju u apsorpciji vodoravnih sila. Pri okomitim kontaktima zidovi se odvajaju jedan od drugog, počinju se zasebno njihati te su zato izloženiji savijanju i urušavanju izvan svoje ravnine. Očekuje se da će međukatna konstrukcija biti dovoljno čvrsta u svojoj ravnini i povezana s nosivim elementima kako bi se osigurala ravnomjerna raspodjela potresnih sila na nosivim

zidovima u omjeru krutosti.

Drugi važan razlog ozbiljnih oštećenja tijekom potresa je neodgovarajuće projektiranje. Pretpostavka je da će zidana građevina imati nosive zidove ravnomjerno raspoređene u oba okomita smjera i po visini građevine. Povijesne građevine uglavnom zadovoljavaju ovaj uvjet osim ako su dijelovi nosivih zidova uklonjeni tijekom naknadnih adaptacija i rekonstrukcija. U tom su pogledu posebno kritične građevine u kojima su uklonjeni veći dijelovi zidova u prizemlju, zbog čega su opterećenje gornjeg dijela kuće preuzeli nadvoji i stupovi (arkade, trgovine i restorani u prizemlju). Međutim, strukturno ojačanje postojećih građevina nije ograničeno samo na oštećenja uzrokovana potresima. Mjere ojačanja također se mogu koristiti u slučajevima:

propadanja materijala
promjene namjene objekta (kao što su povećana opterećenja, pogreške u dimenzioniranju itd.)
ojačanja konstrukcija (oštećenja uslijed požara, eksplozije, sudara vozila, korozije itd.)
geološke nestabilnosti (pomicanja tla ili klizišta)
protupotresnog ojačanja konstrukcije.

Kako osmisliti zahvate ojačanja postojećih građevina?

Koraci u dijagnostici objekta i planiranju provedbe potrebnih mjera ojačanja sljedeći su:

prvi je pribaviti i pregledati dostupnu tehničku dokumentaciju
nakon toga slijedi vizualan pregled i procjena stanja konstrukcije te upoznavanje s projektom nosive konstrukcije
slijede istraživanja materijala
analiza nosivosti i stabilnosti konstrukcije
pregled lokacije i topologije građevine
analiza povijesti objekta
odabir najprikladnijih proizvoda za sanaciju i ojačanje.

U fazi projektiranja ojačanja također je vrlo važno uzeti u obzir lokaciju i topologiju građevine. Ovdje prije svega imamo na umu otežanu manipulaciju materijalom u gradskim središtima, nedostatak prostora za odlaganje materijala itd. Građevine u gradskim središtima nisu neovisne, u međusobnom su dodiru, pa je sanacija još teža. Zbog toga je potrebno pronaći rješenje koje će nam u najvećoj mjeri olakšati ta ograničenja. Prije negoli se primimo sanacije ili mjera ojačanja, također je potrebno dobro upoznati povijest objekta. Naime, objekti su se tijekom stoljeća razvijali, dograđivali, nadograđivali i prilagođavali potrebama vremena, pa je pri izvođenju konstrukcijskog ojačanja građevine potrebno pribaviti podatke o mogućim građevinskim zahvatima. Samo tako možemo odlučiti na kojim ćemo mjestima uzeti uzorke za određivanje svojstava materijala. Na kraju dijagnoze objekta još nas očekuje odabir najprikladnijeg proizvoda za sanaciju i jačanje konstrukcije.

Oštećeni elementi graditeljske baštine.

SLIKA 2: Oštećeni elementi graditeljske baštine

Zahvati na objektima pod konzervatorskom zaštitom

Kada govorimo o fizičkim zahvatima kod objekata koji su pod konzervatorskom zaštitom, držimo se načelo „manje je više“. Cilj je restauracije ojačanje objekta koje bi se u najvećoj mjeri trebalo izvesti tradicionalnim materijalima, sličnim onima od kojih je objekt izgrađen. Konstrukcijska rješenja trebala bi što manje zadirati u autentičnu građevinsku strukturu te bi trebala biti reverzibilna. Treba izbjegavati cementne materijale, armiranobetonske konstrukcije, cementnu žbuku i ireverzibilne materijale.

Ključne prednosti ispitanih Mapei sustava

Sve je više slučajeva u kojima se tijekom pregleda i obnove postojećih objekata utvrđuju konstrukcijski nedostaci i/ili nedostaci u mjeri u kojoj su njihova konstrukcijska stabilnost i potresna sigurnost upitne ili ugrožene. Sustavna rješenja temeljena na FRP i FRG kompozitnim materijalima pokazala su se jednim od najjednostavnijih i najučinkovitijih rješenja. Mapeijev sustav FRP (Fiber Reinforced Polymer) čine vlaknima ojačani polimeri koji pripadaju skupini konstrukcijskih kompozita, a sastoje se od ojačanih vlakana u polimernoj matrici. Karakteristika kompozita je da njihova međusobna svojstva pružaju „savršenija“ ili barem bolja mehanička svojstva od onih koje bi inače osigurale pojedine komponente. U sustavnim kompozitima s polimernom matricom, poput FRP-a, osnovni je vezni materijal u većini slučajeva organskog podrijetla kao što je epoksidna smola, a kompozitni ojačavajući dio su vlakna u obliku lamele i/ili tkanine od ugljikovih, staklenih, bazaltnih i čeličnih vlakana. Namjenski su dizajnirani za obnovu i statičko te protupotresno ojačanje armiranobetonskih, prednapetih, čeličnih, zidanih i drvenih konstrukcija. FRP sustav koristi se kod zidanih konstrukcija kao mjera za osiguranje cjelovitosti ponašanja građevine tijekom potresa.

Detaljne informacije o Mapei FRP sustavu nalaze se u tehničkim listovima pojedinih proizvoda, a Odjel tehnike tvrtke Mapei može Vam pružiti sve dodatne informacije i odgovore na pitanja uz Mapei sustave. Sa svim upitima možete nam se javiti na [email protected].