Igor Hranilović projektant je sanacije i ojačanja konstrukcije stambene zgrade u Preradovićevoj ulici 34 u Zagrebu koja je stradala u prošlogodišnjem potresu. Više o projektu obnove FRCM i FRP sustavima pročitajte na sljedećim stranicama.
Razgovor s Igorom Hranilovićem iz tvrtke INFO-G o obnovi zgrada oštećenih potresom, proračunskim modelima i izboru materijala za ojačanja
Kako pristupiti projektiranju obnove zgrade oštećene potresom?
Općenito su najčešći razlozi oštećenja i otkazivanja dijelova ili cijelih zidanih objekata u slučaju potresa necjelovitost konstrukcije, neodgovarajući tlocrt, nedovoljna otpornost zidanih elemenata konstrukcije, loša i neodgovarajuća izvedba detalja te loši i vrlo često neadekvatni temelji uz nedovoljno poznavanje samog temeljnog tla kao podloge. Ako je došlo do otkazivanja i velikih pukotina u temeljima, prilikom sanacije potrebno je napraviti geomehaničke istražne radove, odnosno utvrditi je li do oštećenja došlo uslijed nekih vanjskih utjecaja kao, na primjer, puknuća kanalizacijske cijevi ili zbog loše izvedene oborinske odvodnje.
Prije obnove zgrada potrebno je prikupiti svu moguću arhivsku dokumentaciju o objektu. Uz obavezan detaljan pregled treba napraviti i kvalitetnu snimku postojećeg stanja konstrukcije te kontrolu dimenzija s oznakama i fotodokumentacijom oštećenja. Zatim slijedi obavezan odabir i pozicioniranje istražnih radnji na samom objektu. Po dobivenim i prikupljenim informacijama o zgradi slijedi izrada matematičkog modela postojećeg stanja građevine, odnosno izrada elaborata postojećeg stanja. Dobra je stvar što danas lako komparirate model konstrukcije sa stvarnim stanjem oštećenja, prilikom čega se na modelu prikazuju slaba mjesta u vidu pukotina i otkazivanja konstrukcije koja su se na konstrukciji dogodila u potresu. Podudarnost oštećenja na konstrukciji i modelu prvi je pokazatelj da je model konstrukcije dobro napravljen.
Na kraju je potrebno odabrati kvalitetna, dobra i ekonomski isplativa rješenja za ojačanje i sanaciju konstrukcije te ponoviti proračun konstrukcije s pojačanjima. Naravno, taj se postupak iterativno ponavlja dok se ne zadovolje svi kriteriji proračuna, tj. zadanog opterećenja.
Koje programe koristiti za proračunski model zidane konstrukcije?
Modeliranje postojećih zidanih zgrada ovisi o tipu konstrukcije. Kod starih zidanih zgrada, a posebno onih od povijesne i kulturne važnosti, stvari su još zahtjevnije zbog određenih graničnih uvjeta, uvažavanja osnovne strukture i promjena na građevini tijekom povijesti, geometrije nosivih elemenata te višeslojne strukture zidova.
Potrebno je koristiti namjenske specijalizirane programe za proračun zidanih konstrukcija kao što su 3Muri i 3D Macro. To su programi koji se baziraju na nelinearnoj statičkoj analizi metodom postupnog guranja, tzv. push-over analizi. Njima se prati odgovor sustava na rastuću horizontalnu silu uz konstantno vertikalno opterećenje. Iz dobivenog odnosa horizontalne sile i referentnog pomaka određuje se potresna otpornost sustava, zatim se potresno opterećenje inkrementalno nanosi na sustav koji je prethodno u potpunosti opterećen na vertikalna djelovanja te se simuliraju inercijalne sile koje se javljaju u sustavu prilikom potresnog opterećenja. Ti su programi razvijeni na talijanskim sveučilištima kako bi poslužili za ojačanje starih zidanih građevina oštećenih potresima koji su se dogodili zadnjih deset godina. Bazirani su na talijanskim smjernicama CNR.
Koji parametri određuju metodu i izbor materijala za ojačanje?
Prije svega, stanje konstrukcije, odnosno oštećenja, razina potrebnog ojačanja (razred ojačanja), rezne sile iz proračuna, tip konstrukcije i sl. Nakon što dobijemo sve potrebne informacije, odabiremo metodu i materijale za sanaciju.
Prema Vašem dosadašnjem iskustvu, koji su dijelovi konstrukcija najviše stradali nakon ovih posljednjih potresa te koji su najčešći nedostaci na zidanim konstrukcijama u pogledu potresnog djelovanja?
Velik problem predstavlja nepovezanost zidova, dotrajalost materijala u elementima zidova, loše ili nikakvo održavanje, probijanje otvora u nosivim zidovima, uklanjanje nosivih i pregradnih zidova ili, pak, slabljenje zidova u konstrukciji. To su najčešći razlozi i općenito najčešći nedostaci vidljivi na zabatnim zidovima, nadvojima, parapetima, stubištima i pregradnim zidovima – na tim su dijelovima i najveće opasnosti od urušavanja i stradavanja ljudi.
Koje tehnologije, metode i materijale koristite u svojim projektima obnove i ojačanja?
Uvijek se počinje od konsolidacije i povezivanja zidova, stvaranja tzv. box efekta i krutih veza – to je ono što građevinu drži na okupu tijekom potresnih djelovanja. Konsolidacija znači uklanjanje postojeće žbuke, čišćenje i obnovu morta u sljubnicama te niskotlačno injektiranje zidova. Odabir materijala i metode ojačanja ovise o vrsti sloma elemenata kao i zahtjevu razine dodatne otpornosti.
Najprimjereniji materijali i metode za ojačanje zidanih konstrukcija su kompozitni, moderni materijali visokih mehaničkih karakteristika, ujedno male vlastite težine, lagani i jednostavni za primjenu. U svojim projektima koristimo i FRP i FRCM sustave, ovisno o modelu sloma konstrukcije. U pojedinim slučajevima, gdje su zahtjevi za pojačanjem izrazito visoki i gdje spomenutim metodama ne možemo dokazati nosivost, ubacujemo nove, najčešće zidane, ali i armiranobetonske zidove i jezgre.
Najčešće nastojim koristiti FRCM i FRP sustave, odnosno mortove visoke duktilnosti ojačane karbonskim ili staklenim vlaknima. Ti se sustavi razvijaju već dugi niz godina i testiraju u laboratorijima, a dokazali su se i na ojačanju postojećih, potresom oštećenih zgrada u cijelom svijetu. Idealni su za primjenu i ojačanje jer ne povećavaju postojeću masu ziđa, dobro prianjaju na postojeće podloge od opečnog materijala te su male debljine primjene – do 5 mm.
Igor Hranilović
Spomenuli ste neke od metoda i materijala za ojačanje koje koristite. Što je s torkret betonom kao opcijom?
Po meni, torkret nije najbolje rješenje, odnosno to bi trebalo biti zadnje i krajnje rješenje sanacije i ojačanja. Kad malo pogledate razvoj današnjih kompozitnih sustava, vidjet ćete da je FRCM metoda moderna verzija torkreta. Razvoj tog materijala proizašao je iz osnove torkreta s tom razlikom što su sve loše karakteristike, tj. mane torkreta svedene na minimum.
Ono što je najvažnije, torkretiranjem se značajno utječe na ponašanje konstrukcije. Budući da njime povećavate težinu objekta, potrebno je ojačati postojeće temelje. Nadalje, bez primjene čeličnih sidara ili nekog drugog sustava veza s postojećim zidom jako je loša, odnosno ne ostvaruje se dobra povezanost, što smo ranije spomenuli kao nulti korak kod sanacije i ojačanja. Ako već postoje metode koje mogu biti kompatibilnije s osnovnom konstrukcijom, mislim da je bolje koristiti njih. Osim toga, najbitnije je da ne povećavaju masu osnovnog ziđa. Napomenimo da uz njih nema potrebe za ojačanjem temelja osim u slučaju lošeg nosivog tla.
Koliko se dugo bavite zidanim konstrukcijama? Možete li izdvojiti neke reference sanacija i ojačanja zidanih konstrukcija na kojima ste sudjelovali prije zagrebačkog potresa?
Zidanim konstrukcijama počeo sam se baviti tijekom studija i odmah nakon završetka fakulteta, sada već daleke 1989. godine, kada sam kao mladi inženjer u pratnji starijih već prekaljenih kolega, stručnjaka iz IGH, obilazio oštećene građevine radi sanacije. Bilo je toga dosta tijekom ovih 30-ak godina. Najviše se radilo na sakralnim, kulturnim spomenicima i javnim objektima od kojih bih izdvojio crkvu sv. Nikole biskupa u Kaluđerovcu i kapelu sv. Petra u Gotalovcu na kojima su sanirani konstruktivni elementi, potom stari grad Veliki Kalnik na kojem je rađena sanacija kamenih zidova i stubišta te kompleks župnog dvora u Zrinskom Topolovcu. Svakako bih ovdje istaknuo i projekt rekonstrukcije ulazne kule starog frankopanskog grada Slunja, svetište Gospe od Suza u Pleternici te rekonstrukciju i obnovu zgrade Caritasa (nekadašnjeg restorana Mislav) u Požegi.
Za više informacija posjetite www.mapei.hr i www.mapei.com
Pratite nas na društvenim mrežama Facebooku i Instagramu.
Pratite Mapei Croatia TV na YouTubeu.
