Mnoštvo učinkovitih rješenja za sanaciju te statičko i protupotresno ojačanje školskih zgrada – inovativni sustavi koji svladavaju konstrukcijske probleme u slučaju potresa
Među mnogim različitim vrstama zgrada javne namjene, one namijenjene obrazovanju posebno su važne. Školske zgrade među najvažnijim su i najznačajnijim projektima u proračunima lokalnih vlasti koje su odgovorne za njihovo održavanje, posebno u pogledu potrošnje energije i troškova redovitog i izvanrednog održavanja.
Cilj obrazovnog programa osigurati je odgovarajuću razinu kvalitete koja se ne odnosi samo na profesionalno i stručno nastavno osoblje već i na kvalitetu zgrade, odnosno kvalitetu učionica, laboratorija, sportskih dvorana, blagovaonica, kuhinja i svih drugih zajedničkih prostorija.
Zadnjih je godina, zbog loše demografske slike, potreba za novim školskim zgradama prilično malena, dok je potreba za sanacijama postojećih sve veća.
Pa se tako osim mjera koje zahtijevaju poboljšanje energetske učinkovitosti kao veći problem pokazalo to da zgrade često ne zadovoljavaju ni temeljne kriterije glede protupotresne sigurnosti, što je posebno postalo jasno nakon zagrebačkog potresa.
ZAŠTO SU POTREBNA KONSTRUKCIJSKA OJAČANJA ZGRADA?
Projektanti se danas često suočavaju s rekonstrukcijama, ojačanjima i općenito obnovama zidanih građevina. U Hrvatskoj je između 50 i 56 % stambenih građevina zidano, od čega je trećina izgrađena u razdoblju od 1920. do 1965. godine.
Najugroženije su stare, slabo održavane zgrade kao i one izgrađene do 1964. godine, kada smo dobili i prve propise za potresnu gradnju.
Značajan napredak u postizanju sigurnosti postigao se propisima koji su stupili na snagu 1981. godine, a potom još više novim Eurokod standardima koji su obavezni od 2008. godine.
Slika: Sustav ojačanja zidanih zgrada
ZAŠTO SU STARE ZIDANE ZGRADE TAKO OSJETLJIVE NA POTRES I ZAŠTO IH TREBA OJAČATI?
Konstrukcija starih zgrada izgrađena je da preuzme gravitacijska te s njima povezana vertikalna opterećenja.
Osnovni noseći elementi starih zidanih zgrada, poput zidova, lukova i drvenih stropova, međusobno su povezani tako da preuzimaju vertikalna opterećenja, dok se otpornost na potres ranije nije razmatrala premda su ostali (nepotresni) utjecaji uzimani u obzir barem primjenom tradicionalnih pravila projektiranja.
Starije su zgrade općenito manje otporne od današnjih, posebno one najstarije građene od kamena, lomljenog kamena ili opeke.
Takve su konstrukcije bez odgovarajućih temelja i bez zidnih veza, s lošim i trošnim mortom te s nezapunjenim sljubnicama.
Čak i nosivi materijali, poput kamena ili opeke koji relativno dobro podnose tlačna opterećenja, nisu u stanju podnijeti naprezanja i posmike uzrokovane horizontalnim silama uzrokovanim pomacima zgrade tijekom potresa.
OBNOVOM ŠKOLA I VRTIĆA DO VEĆE SIGURNOSTI I U STARIJIM ZGRADAMA
Konstrukcijska ojačanja postojećih zgrada ne izvode se samo zbog smanjenja štete koja nastaje uslijed potresa. Ona se izvode i u slučaju propadanja materijala, promjene namjene zgrade, geološke nestabilnosti (klizišta i sl.).
Te su mjere stoga nužne ne samo za stare zgrade u kojima se i danas nalaze mnoge škole, vrtići i fakulteti, već i za nove budući da s vremenom nastaju oštećenja na zgradama.
Slike: Protupotresna ojačanja školskih zgrada sustavom MAPEWRAP EQ (gore) i tkaninama MAPEWRAP (dolje)
IZBOR NAJPRIKLADNIJEG SUSTAVA ZA SANACIJU I OJAČANJE KONSTRUKCIJE
Ako govorimo o intervencijama na zgradama koje su zaštićene kao kulturna dobra, tu se treba držati načela »manje je više«. Razvojem tehnologija, ali i građevinskih propisa statičke sanacije izvedene u prošlosti pokazuju se neadekvatnima.
Cilj obnove zgrada vraćanje je u prvobitno stanje sa što manjim zadiranjem u njihovu izvornu strukturu, a obnovu treba izvršiti tradicionalnim materijalima i izbjegavati armiranobetonske konstrukcije kao i korištenje materijala na bazi čistog cementa.
Ojačanje nosivih zidova mrežicom i mortom – sustav FRCM
FRP SUSTAV ZA OJAČANJE ZGRADA
Mapei FRP sustav (FRP – Fibre Reinforced Polymers) cjelovita je linija kompozitnih materijala od izrazito otpornih vlakana i polimerne smole, razvijena za sanaciju te statička i protupotresna ojačanja zidanih, armiranobetonskih, čeličnih i drvenih konstrukcija.
FRP sustavi ubrajaju se u kompozitne materijale jer se sastoje od više različitih materijala, u ovom slučaju od polimerne matrice i armaturnih vlakana. Kompoziti s polimernom matricom, kao što je FRP, općenito su sastavljeni od epoksidne smole, a ojačanja čine karbonska, staklena, bazaltna i metalna vlakna visokih mehaničkih
karakteristika.
Matrica, dakle, osim zaštitne funkcije ima ulogu prijenosa opterećenja. Ovi materijali imaju brojne prednosti – veliku vlačnu čvrstoću, neznatan utjecaj na arhitekturu građevine, dugotrajnost, jednostavnu ugradnju i uklanjanje. Još jedna od velikih prednosti je što ne korodiraju.
Mapei FRP liniju za konstrukcijska ojačanja čine:
- karbonska vlakna tkana u jednom, dva ili četiri smjera (MAPEWRAP C), raspoloživa u različitim težinama i modulima elastičnosti
- staklena vlakna tkana u jednom ili četiri smjera (MAPEWRAP G), raspoloživa u različitim težinama
- izuzetno otporna bazaltna vlakna tkana u jednom smjeru (MAPEWRAP B), raspoloživa u različitim težinama
- tkanina od čeličnih vlakana (MAPEWRAP S FABRIC)
- užad od karbonskih (MAPEWRAP C FIOCCO), staklenih (MAPEWRAP G FIOCCO) i čeličnih (MAPEWRAP S FIOCCO) vlakana
- karbonske lamele (CARBOPLATE), raspoložive u različitim širinama i različitim modulima elastičnosti
- karbonske (MAPEROD C) i staklene (MAPEROD G) šipke
- karbonske cijevi (CARBOTUBE)
- široka paleta epoksidnih ljepila za impregnaciju i lijepljenje (MAPEWRAP PRIMER 1, MAPEWRAP 11/12, MAPEWRAP 21, MAPEWRAP 31, ADESILEX PG1/PG2).
Slike: Sustav zaštite pregradnih zidova i sprječava nje urušavanja stropova u učionicama tijekom seizmičkih aktivnosti korištenjem Mapewrap EQ sustava (lijevo); Ojačanje podne konstrukcije dodavanjem krutog sloja morta Planitop HPC Floor (desno)
FRG SUSTAV ZA OJAČANJE ZIDANIH KONSTRUKCIJA
Mapei je posljednjih desetljeća aktivno uključen u istraživanje i razvoj materijala potrebnih za sanaciju i konstrukcijsko ojačanje postojećih objekata tijekom kojih smo stekli neprocjenjivo iskustvo i razvili te uspješno implementirali brojne sustave na području konstrukcijskog ojačanja – od zgrada povijesne i kulturne baštine, vjerskih objekata, preko stambenih i javnih zgrada do odgojno-obrazovnih ustanova.
Korištenje takvih rješenja zbog njihove se učinkovitosti u brojnim slučajevima pokazalo gotovo nezamjenjivim. Upotreba kompozitnih materijala, uključujući FRG materijale, postala je konstanta u gradnji te ih se više ne može izbjeći zbog njihovih brojnih prednosti, svojstava i trajnosti.
KOMPATIBILNOST S IZVORNO KORIŠTENIM MATERIJALIMA
Mapei FRG sustav (FRG – Fiber Reinforced Grout) cjelovita je linija kompozitnih materijala koja za razliku od FRP sustava omogućuje zamjenu polimerne matrice s anorganskim vezivom s pucolanskim djelovanjem, što osigurava odličnu kemijsko-fizikalnu, elastičnu te mehaničku kompatibilnost sa zidanim podlogama, kamenom, opekom ili tufom.
Koristi se za sanaciju kao i statičko te protupotresno ojačanje svih vrsta betonskih i zidanih konstrukcija. FRG proizvode čine ojačana vlakna u anorganskoj matrici, a odlikuje ih velika mehanička čvrstoća, neznatan utjecaj na arhitekturu građevine, dugotrajnost, jednostavna ugradnja i uklanjanje. Ne korodiraju i, što je važno istaknuti, materijali FRG sustava vatrootporni su.
FRG sustav možemo podijeliti na:- FRCM sustav – Fiber Reinforced Cementitious Matrix (dvokomponentni visokoduktilni mort + mreža od karbonskih, staklenih ili bazaltnih vlakana)
- CRM sustav – Composite Reinforced Mortar (mort ojačan vlaknima + mreža od staklenih vlakana).
FRCM sustav čine:
- alkalno otporne mreže od staklenih vlakana MAPEGRID G 120 i MAPEGRID G 220 različite težine i veličine okna
- bazaltne mreže MAPEGRID B 250
- karbonske mreže MAPEGRID C 170 i MAPEGRID C 200 različite težine i veličine okna
- dvokomponentni mikroarmirani visokoduktilni cementni mortovi s pucolanskim djelovanjem PLANITOP HDM i PLANITOP HDM MAXI
- dvokomponentni visokoduktilni mikroarmirani mort na bazi hidrauličkog vapna (NHL) i ekopucolana PLANITOP HDM RESTAURO.
CRM sustav čine:
- alkalno otporne mreže od staklenih vlakana MAPENET EM30 i MAPENET EM40 različite težine i veličine okna
- mort na bazi hidrauličkog vapna (NHL) visoke čvrstoće s vrlo niskom emisijom hlapljivih organskih spojeva (VOC) MAPEWALL INTONACA & RINFORZA
- mort na bazi hidrauličkog vapna (NHL) i ekopucolana visoke čvrstoće MAPE-ANTIQUE STRUTTURALE NHL.
PREDNOSTI FRG SUSTAVA
FRG sustav je visokoduktilan, s visokom sposobnošću preuzimanja naprezanja uslijed potresa, a može se primijeniti i na vlažnim podlogama. Ima neznatan utjecaj na arhitekturu građevine (debljina ≤ 20 mm), što ga čini pogodnim za sanaciju građevina od povijesnog značenja.
Znatno olakšava i pojednostavljuje ugradnju. Mreže od bazaltnih, karbonskih i staklenih vlakana jednostavno se obrađuju in situ.
U obnovi škola, vrtića i drugih obrazovnih ustanova često su presudni vrijeme obnove, a time povezani i kratki rokovi. Posljedično, većina zahvata može se izvršiti samo tijekom ljetnih praznika, pa se ključna prednost daje sustavima koji omogućuju brzo izvođenje radova.
OJAČANJE NENOSIVIH PREGRADNIH ZIDOVA SUSTAVOM MAPEWRAP EQ
Za ojačanje i zaštitu nenosivih elemenata od djelovanja potresa na raspolaganju je certificiran sustav MAPEWRAP EQ. Sastoji se od jednokomponentnog poliuretanskog ljepila MAPEWRAP EQ ADHESIVE i impregnirane mreže od staklenih vlakana MAPEWRAP EQ NET.
Ovaj sustav sprečava urušavanje pregradnih zidova i funkcionira kao protupotresna tapeta, a koristi se za unutarnje i vanjske površine. Prednost sustava su njegova mala debljina i težina, no ključno je to što omogućuje više vremena za evakuaciju iz zgrade u slučaju potresa.
PLANITOP HPC SUSTAV
Između različitih tehnologija razvijenih za ojačanje postojećih konstrukcija izdvajaju se inovativni mortovi iz linije Planitop HPC, odnosno cementni mortovi ojačani vlaknima s ravnomjerno raspoređenim čeličnim vlaknima unutar cementne matrice s izvrsnim mehaničkim svojstvima.
Sustav čine:
- PLANITOP HPC, dvokomponentni tekući cementni mort s kompenziranim skupljanjem, izvrsnih mehaničkih svojstava, ojačan vlaknima i vrlo fleksibilan. Sadrži kruta čelična vlakna, a koristi se za sanaciju i ojačavanje betona.
- PLANITOP HPC FLOOR, jednokomponentni tekući mort ultravisokih karakteristika, razvijen za izradu strukturnih estriha za ojačanje podova. Riječ je o brzom rješenju za ojačanje podnih ploča u kompaktnijem sloju. Ne zahtijeva upotrebu ankera i armaturne mreže.
OPSEŽNA I CJELOVITA REKONSTRUKCIJA ZA BOLJE UVJETE OBRAZOVANJA
Procjene i analize seizmičke otpornosti zgrada, na žalost, nisu vrlo česte. Jedan od razloga malog broja analiza seizmičke sigurnosti zgrada je i manjak informacija o obnovi i protupotresnim rješenjima.
No, važno je ponoviti da statička sanacija zgrada za odgoj i obrazovanje znači sigurnost i za učenike i za nastavnike.
Mapeijevo aktivno sudjelovanje i neprocjenjivo iskustvo u izgradnji i sanacijama rezultat su sistemskih rješenja za konstrukcijska ojačanja s tehnološki naprednim materijalima.
Pogledajte klikom na sliku: Mapei priručnik "Protupotresna ojačanja konstrukcija"!
Pogledajte klikom na sliku: Mapei Svijet!
Više informacija potražite na www.mapei.hr i www.mapei.com ili nazovite Odjel tehnike Mapei Croatia na besplatni broj 0800 0208.
Pratite nas na društvenim mrežama Facebooku i Instagramu.
Pratite Mapei Croatia TV na YouTubeu.
