Доц. д-р инж. Марина Трайкова: Възстановяването и усилването на сградите се налага и от науката, и от живота

Георги Сотиров Доц. Трайкова е автор на над 40 статии в специализирани издания, в това число и издания на конференции и конгреси в страната и чужбина (Шотландия, Тунис, Македония). Тя е съавтор при написването на „Ръководство по стоманобетон - ЕС-2” и на „Методически указания за проектиране по стоманобетонни конструкции” за специалност „Архитектура”. Едно от предпочитаните направления в научната й работа е свързано с възстановяването и усилването на сградите. То заема и много важен дял в съвременната строителна практика.

Кои са основните проблеми, с които проектантите и изпълнителите трябва да са запознати, преди да се заемат с възстановяване и/или усилване на сгради? С този въпрос започваме непринудена беседа в прохладата на фоайето на УАСГ.

Причините за възстановяване и усилване на съществуващите конструкции могат да бъдат дефинирани в няколко основни групи, започва нашата събеседничка. Това са:

- промяна на функционалното предназначение;

- сертифициране на конструкцията;

- амортизация и пов­реди;

- допуснати грешки в процеса на проектиране и на изпълнение;

- промяна в нормативната база;

- предишни несполучливи реконструкции;

- възстановяване и експониране на обекти, представляващи недвижима културна ценност.

На първо място ясно трябва да се дефинират понятията за това какво представляват възстановяването и усилването на сгради, категорична е доц. Трайкова.

Възстановяването

представлява поправка или реконструиране на повредени, дефектирали или изцяло разрушени  конструктивни или неконструктивни елементи или съединителни части без съществено изменение на първоначалната им носеща способност, коравина или дуктилност. То бива локално, когато са засегнати само отделни елементи, или глобално, при масови повреди или дефекти.

Усилването

представлява съществено повишаване на сигурността на конструкцията (глобално усилване) или на носещата способност, коравина или дуктилност на отделни елементи (локално усилване).

Вторият основен въпрос, който трябва да се коментира, е да усилваме или не? Цената на интервенциите трябва да бъде сравнена с риска, който се поема, ако такива не бъдат направени. Когато се разглежда този въпрос, трябва да се вземе под внимание характерът на въздействието – дали то ще се появява често и със сигурност по време на проектния живот на сградата (например промени в технологични въздействия), или се очаква да настъпи с определена вероятност веднъж за целия живот на конструкцията (например земетресение).

Както е известно, сградите се проектират и изпълняват така, че да имат определено ниво на сигурност за очакваните въздействия. Това е приетият в нормативните документи

стандартен риск.

Всяко намаляване на капацитета на конструкцията спрямо това ниво води до увеличаване на приетия риск. Ако капацитетът на конструкцията е поне 2/3 от изискванията в нормите, увеличението на риска е в разумни граници. При по-малък капацитет рискът става неприемлив и е необходимо да се пристъпи към усилването на сградата. При всички положения тя следва да се приведе в съответствие поне с нормативната база, действала по времето на нейното проектиране и изпълнение, което при нормални обстоятелства би следвало да може да се постигне само с възстановяване на сградата (без нейното усилване).

Какво все пак трябва да се знае, преди да се започне възстановяването и/или усилването на една сграда, продължавам с въпросите си.

При разглеждането на въпроса за възстановяване и усилване на стоманобетонните конструкции, особено при отсъствието на документация за конструкцията (много често срещана в практиката ситуация), се изисква да се извърши

конструктивно заснемане,

обективно да се определи функцията на отделните елементи в поемането на вертикалното и хоризонталното натоварване, обяснява преподавателят. Анализът трябва да се подкрепи от инструментално обследване на наличните стоманобетонни елементи, за да може да се установи класът на бетона и най-вече местонахождението, броят и видът на носещата армировка. На тази база да се направи анализ и преценка на промяната, както и начините за изпълнение. Тук е редно да се обърне особено внимание на чл. 5 и чл. 6 от Наредба РД-02-20-2 от 27.01.2012 г., които формират основните критерии за извършване на СМР в осигурени и неосигурени на сеизмични въздействия конструкции.

В наредбата, в Приложение 1 към чл. 6, ал. 1 е дефинирана и минималната информация, която да се събира при обследване на строежите, необходима за

оценка на сеизмичната им осигуреност.

Тези факти са от особено значение, защото нормативно определят обстоятелства, често пъти пренебрегвани в практическото изпълнение на възстановяването и/или усилването на сградите.

Оценката на състоянието на конструкциите, възможностите за провеждане на реконструкции, преустройства, възстановяване, усилване и др., особено след обнародването на Наредба № РД-02-20-19 от 29. 12. 2011 г. за проектиране на строителните конструкции чрез прилагане на европейска система, още повече насочва вниманието и усилията на конструкторите към прилагането на препоръките и изискванията на БДС EN 1998-3 (Проектиране на сгради за сеизмични въздействия. Част 3: Оценяване и усилване на сгради).

Прилагането на системата от европейски стандарти Eurocode е съпроводено с редици проблеми и задачи, които тепърва трябва да се решават и разглеждат

в светлината на националната традиция

и практика в тази област. Тук е мястото да се посочи, че развитието и приложението на стандарта БДС EN 1998-3 е основата за бъдеща национална политика за намаляване на сеизмичния риск.

Основен проблем за старите сгради се оказва дефицитът (недостигът) по отношение на:

• обща якост

• обща коравина

• удовлетвореност от регулярността

• коректен път на отвеждане на усилията (в резултат на премахване или добавяне на конструктивни елементи)

• детайлизиране на конструктивните елементи

• правилно прехвърляне на усилията от фундаментите към земната основа – реализирали се във времето слягания, ротации, промени в земната основа

• отстояния от съседни сгради и

• актуалното състояние на използваните строителни материали.

Изброените дефицити изискват проектиране на интервенции в конструкцията, осигуряваща адекватна носимоспособност при сеизмични въздействия, но трябва да бъдат направени също и конструктивни проверки за несеизмични товарни комбинации, проблем, който на практика не е нормативно обезпечен, но реално срещан много често в ежедневната практика. В тази връзка е целесъобразно да се потърсят решения и детайли, дадени в редица документи, ползвани в други европейски страни, в САЩ и други държави със сериозен опит в тази област. Детайлите най-често са дадени принципно и изискват изследване за техническа и геометрична приложимост. При разработването им има възможност да се допълват и обогатяват според конкретната строителна практика на страната и, разбира се, според подготовката на проектанта и изпълнителя на проекта.

Миналогодишното земетресение в района на Перник и селата наоколо (с поражения и в сгради на територията на София) показа, че различните конструкции проявяват различно поведение и се наблюдават различни видове дефекти, тематика, по която нашият вестник многократно е писал. Кой е най-подходящият начин за възстановяване и/или усилване след такъв природен катаклизъм, питам експерта.

Не може да се даде еднозначен отговор, категорична е доц. Трайкова. В съвременната строителна практика могат да се срещнат разработени решения, основани както на класическите материали: стоманобетон и стомана, така и използването на т.нар. FRP материали (усилени с различни видове нишки: карбонови, арамидни, стъклени). Подходящото решение трябва да бъде съобразено с много технически критерии, но не на последно място и след

точен финансов анализ.

Оказва се на практика, че според вида на конструкцията и нейните особености могат да се направят необходимите локални намеси, но съществено е да се потърси тази комбинация от интервенции, които да осигурят най-доброто глобално поведение на усилената конструкция. Информацията, събрана от огледа на множество дефектирали обекти (доц. Трайкова има инспекции на над 50 пострадали обекта в Перник и София), показва, че изборът на интервенциите може да се направи според спецификата на конкретната конструктивна система: начин на изпълнение (монолитно или сглобяемо строителство), приложени конструктивни детайли, по-рано изпълнени интервенции и промени, текуща поддръжка и др.

Сеизмичната оценка и възстановяване/усилване на паметници и исторически сгради често изисква различни видове условия и подходи в зависимост от естеството на паметниците. Включеният в Наредба РД-02-20-2 от 27.01.2012 г. параграф към чл. 6 , който за първи път регламентира допускането на отклонения от нормативите по отношение на сеизмичната осигуреност на съществуващи строежи, които представляват недвижими културни ценности, все още не изяснява и формулира какво точно се приема за допустимо отклонение. Това изясняване е особено важно, защото много сгради с историческо значение (предвид своята визия и местоположение) са „желани” за преустрояване и ползване с оглед на нови и по-съвременни функции. Тези сгради определено изискват различни групи коефициенти за сигурност за материалите и конструкциите, както и различни процедури за анализ, зависещ от пълнотата и надеждността на наличната информация. Налагат задълбочено познаване на строителната практика и нормативната база, характерна за епохата. Невинаги при историческите сгради е възможно да постигнем осигуреност както за сеизмични, така и само за вертикални товари като в случая на стандартните сгради. Необходимо е те да съхранят своята автентичност, което много често е в противоречие с нормите, завършва доц. Трайкова.