Dorința de a avea un acoperiș durabil, estetic și rezistent la intemperii este firească, dar totul se poate nărui – din păcate la propriu – dacă avem probleme structurale. Un cutremur sau o furtună excesivă ne pot pune în situația de a face față unor pagube însemnate. Am discutat de aceea cu domnul drd. ing. Liviu-Costin Gruia, doctor în reziliența seismică a clădirilor interbelice, abordând în ediția de față principalele probleme și rezolvări ce se circumscriu domeniului nostru.
Drd. ing. Liviu-Costin Gruia
Care sunt cele mai mari probleme structurale la acoperișuri și, implicit, la poduri sau mansarde?
În principiu, există două probleme posibile: la partea de atic și la șarpantă, realizată cel mai frecvent din lemn – adică la structura de rezistență a acoperișului. La o casă existentă, de multe ori aticele din beton sau cărămidă nu sunt legate cu centură deasupra, nefiind astfel lestate corespunzător. Acestea devin elemente vulnerabile la seism. Este important să se opteze pentru planșee din beton armat, implicit și la nivelul mansardei / podului. Planșeul din beton armat, cu rigiditate în plan, realizează așa-numita ”diafragmă rigidă”, suplimentar față de partea gravitațională, care este implicită. Planșeul de beton leagă pereții și distribuie greutatea uniform pe ei; în plan orizontal, un planșeu de rigiditate mare distribuie greutatea pe toți pereții pe care reazamă. Ceea ce planșeul de lemn nu face – acesta are grinzi principale pe care le lestează, asigurând doar pereții pe care reazemă grinzile mari; ceilalți pereți rămân însă în aer, nelegați cu nimic, iar în cazul unui cutremur, poate apărea o deplasare relativă între pereți, care poate cauza fisuri la intersecția pereților. Pereții se încarcă în funcție de masa lor, iar dacă se încarcă pe direcția scurtă, se vor prăbuși. Când apare o intersecție de pereți incorect legați, poate cauza o problemă majoră în cazul unui seism. Planșeul de beton armat ajută să nu se încarce elementele pe axa lor slabă, sarcina seismică fiind preluată de pereții portanți. Explicat plastic, este efectul de cutie – chiar din carton, dacă are capacul pus deasupra devine rigidă și mult mai greu de dărâmat. De asemenea, peretele de calcan nelegat la partea de sus devine vulnerabil, iar în atare situații ar trebui armat cu plasă, tencuit cu beton și pusă o centură deasupra.
Referitor la șarpantă și astereală, cu trecerea timpului, aici se pot impune dacă e necesar fie înlocuiri de elemente, fie doar reparații. În mod cert, trebuie înlocuiți căpriorii putreziți sau afectați de umiditate. De asemenea, lemnul de acoperiș se tratează antifungic și antifoc.
Sub aspect structural, legenda că structura din lemn este mai rezistentă este doar parțial adevarată. Forța seismică a unei structuri din lemn e mult mai mică, lemnul fiind un material ușor. Totuși, aceasta este valabil doar la structuri realizate integral din material lemnos, precum
casele din lemn,dar dacă avem de-a face cu o mansardă de lemn așezată pe o casă din beton și zidărie, lucrurile nu mai sunt așa simple. Ceea ce se poate reține totuși este că, la un seism relevant, structura din lemn e mai puțin afectata decât aticele rigide.
Un pod în care se intervine cu compartimentări sau se depozitează multe obiecte și materiale poate deveni riscant?
La poduri este bine să eliberăm cât mai mult posibil, imperativul fiind să nu se încarce clădirea. De asemenea, orice pereți de compartimentare realizați în pod încarcă suplimentar structura și e indicat să îi refacem din materiale ușoare. La fel, dacă există ziduri ce reazemă pe plașee fără continuitate pe verticală, fără un traseu direct al încărcărilor spre fundații, e bine să se îndepărteze ca să se ușureze sarcina. Este de reținut că orice intervenție pe elementele structurale reclamă autorizație.
Umiditatea poate fi o problemă pentru planșeul de sub pod? De exemplu, atunci când învelitoarea este deteriorată și apa pătrunde în interior.
Apa nu are influențe structurale imediate asupra betonului. Probleme pot apărea doar în situatii extreme, când apa se adună abundent, pentru mult timp; de asemenea, din cauza trecerii timpului, pot apărea fenomenele reologice – se lasă placa, cum se spune popular, sau apare săgeata (un termen mai tehnic). Plăcile din beton erau făcute în trecut cu grosimi de 10 sau 8 cm, am văzut chiar și de 6 cm grosime, iar cele mai multe dintre ele au rezistat, cu prețul unor deformații și fisuri. Mai nou se fac de 12 – 15 cm, pe considerente acustice. Din punctul de vedere al protecției acustice, un planșeu trebuie să aibă o greutate proprie de cel puțin 350 kg/mp.
Cum se identifică degradările la nivelul acoperișului și când se impune o expertiză tehnică? Vorbim inclusiv de planșeul de deasupra ultimului etaj.
Pentru orice element de construcție, inclusiv pentru planșeu, este important sa rezolvi problema înainte să devină gravă. Există câteva semne clare care trebuie să te facă atent. În principiu, dacă la planșeu se observă degradări, lucrurile sunt destul de serioase. De multe ori, le observă cel care locuiește dedesubt – acolo deformațiile sunt vizibile, acolo este zona de placă întinsă, ca urmare a acțiunii momentului încovoietor. Mai pot apărea uneori și degradări la intersecția cu pereții. Și la nivelul șarpantei, există semne că se întâmplă ceva greșit. În primul rând, pot apărea modificări vizibile – crăpături, încovoieri, desprinderi de material. După situație, dacă vorbim de un element structural din lemn, acesta se poate înlocui (când este posibil), sau se dublează, în cel mai rău caz. Dacă e vorba de alte elemente structurale rigide, soluțiile există, dar sunt mult mai complexe și reprezintă o tema în sine deja. Poate le vom aborda într-un material următor. În esență, totul este rezolvabil până la urmă, problema ține însă de costuri.
Cum rezistau fără reparații acoperișurile realizate înainte (unele și câte 100 ani – sunt atâtea exemple și la noi). Acum intervențiile sunt necesare adesea, chiar și după nici 20 de ani de la construcție….
Problema e mai amplă, iar rezolvarea depinde atât de materiale, cât și de concepția de calcul. În general, casele vechi au rezistat foarte bine, dar asta nu înseamnă ca nu au fost afectate. Oricum, clădirile vechi sunt insuficient cunoscute și greșit exploatate. Pe de altă parte, se poate spune că se lucra cu mai multă responsabilitate. Din păcate, însă, și aceste case prezintă unele riscuri structurale, dar nu neapărat din vina lor sau a proiectării și execuției, cât din vina celor care le-au exploatat. Sunt nenumărate cazuri de elemente de rezistență (precum pereți de diafragmă) desființați, sau întrerupți la unele nivele; de exemplu, la etaj există un atare perete gros, dar la parter a fost demolat. Un avantaj al structurilor noi e că acum se proiecteză în virtutea unor indicatori de performanță seismică. Șansele ca o clădire nouă, proiectată și executată corect, să se degradeze sunt minore. Cred totuși că la casele noi principala problemă rămâne lemnul – atât calitatea lui, cât și modul punerii în operă. În perioada interbelică și chiar mai tarziu, elementele de șarpantă se făceau din scândură și dulapi uscați, cu lemn de calitate. Din păcate, aceasta nu se mai întâmplă în ultimii ani și apar deseori degradări în funcție de cum s-a lucrat. Pe vremuri, esența de lemn folosită la dulgheria de acoperiș era mult mai tare. Astăzi pot afirma că un lemn de calitatea întâi nu se mai găsește la noi, iar când există este imediat exportat. O altă problemă poate fi și zgârcenia beneficiarilor, în ideea că ”merge și așa”. Căpriorii nu sunt dispuși suficient de deși, la pasul din proiectul tehnic, întreaga structură de rezistență a acoperișului se face cu resurse reduse la minimum. La case vechi, rareori distanța între căpriori depășește 60 cm; de regulă, această distanță este atât de mică, încât poate fi problematică alegerea ferestrelor de mansardă, o soluție fiind modelele lungi și înguste. Ceea ce nu prea se mai întâmplă la casele noi și nu este neapărat bine. În plus, avem problema mâinii de lucru, care este puțină și slab calificată. Îmbinările, cherturile nu se mai fac corect. Plăcile multicui ar fi o soluție, dar fiind cam scumpe, nu prea se folosesc. În imensa majoritate a cazurilor, singura grijă a muncitorului pe șantierele patriei este sa-i fie lui cât mai simplu. Beneficiarii nu realizează că muncitorul va eluda unele detalii, va spune că nu se poate doar pentru că vrea să lucreze cât mai puțin. Puțini dulgheri sau meșteri înțeleg o lucrare, cei mai mulți fac de toate și nu realizează că trebuie să respecte niște reguli. Deseori au senzația că tu, ca inginer, le-ai dat să facă o treabă dificilă și fără sens; vor încerca să scape de ea sau o vor face doar în aparență. Iar ceea ce este extraordinar, de multe ori beneficiarii se raliază poziției muncitorului, iar proiectantul devine incomod pentru ambii, ca și cum ar cere lucruri opționale ori inutile.
