În Piata Charles de Gaulle din Bucuresti este în curs de executie o cladire de birouri, având regim de înaltime 5 subsoluri, parter si 17 etaje. În prezent structura este finalizata într-o proportie de 95%, iar partea de finisare-amenajare este în plina desfasurare. Prezentul articol propune o descriere ampla a proiectului, având la baza si experienta acumulata pe durata construirii structurii.
3. Structura de rezistenta
3.1. Structura de rezistenta verticala
Structura de rezistenta verticala are trei componente principale, nucleul central si contravântuirile de fatada fiind participante la preluarea actiunilor orizontale induse de actiunea seismului si vântului, în timp ce stâlpii metalici (care împreuna cu grinzile principale alcatuiesc cadre metalice spatiale) sunt destinati sa preia numai încarcari gravitationale.
Rigiditatea de ansamblu este data de nucleu care a fost conceput din beton cu armatura rigida, având diagonale care realizeaza o triangulatie. Un asemenea sistem are deformatii mai mici din lunecare, ceea ce conduce la curbe histeretice ample, adica cu consum mare de energie. Sistemul cu materiale compozite este actualmente folosit pe scara tot mai mare, nu numai pentru probleme de capacitate, ci în mod special pentru capacitatea de a disipa energia în domeniul de comportare neliniar.
Toate piesele metalice sunt legate de partea de beton cu gujoane sudate si piese metalice care asigura conlucrarea.
Tot din ratiuni energetice cele doua contravântuiri metalice aparente, cu diagonale în K, sunt prinse cu buloane pretensionate si asigura o absorbtie de energie prin frecare uscata.
În ceea ce priveste sistemul de îmbinare, acesta a fost conceput, în general, cu buloane. Acest sistem permite lucrul pe timp de iarna si este recomandabil deoarece mareste amortizarea sistemului si reduce efectele dinamice ale actiunilor severe în plan orizontal. Tipul de îmbinare grinda-stâlp sau grinda-grinda este o conectie cu preluarea momentelor încovoietoare, îmbinarea nefacându-se la capacitate, ci la eforturile determinate din analiza structurii. Trei sunt motivele pentru care s-a optat pentru conectia de tip încastrare si nu pentru o conectie de tip articulat:
- pentru a se evita deformatii mari ale grinzilor de planseu, realizându-se astfel o rigiditate corespunzatoare a planseului;
- pentru asigurarea unei anume hiperstaticitati, evitându-se astfel fenomene de colaps progresiv în cazul exceptional al cedarii unei bare;
- pentru a ajuta la rigiditatea de ansamblu a cladirii.
3.1.1. Nucleul central
[...]
3.1.2. Contravântuirile metalice laterale
[...]
3.1.3. Stâlpii metalici
[...]
3.2. Structura de rezistenta orizontala
Structura de rezistenta orizontala este realizata din plansee amplasate între nucleul central si elementele verticale de contur. S-a urmarit o solutie de planseu pe cât posibil usoara, pentru limitarea greutatii si deci a sarcinii seismice de calcul. În acelasi timp însa s-a dorit realizarea unei contravântuiri în plan orizontal de tip saiba, care sa asigure conlucrarea între elementele verticale sub sarcini orizontale. Astfel s-a ajuns la o solutie de planseu cu grinzi metalice principale, grinzi cu zabrele secundare si o placa de beton armat de 12 cm grosime (cu exceptia zonei interioare nucleului unde placa are 15 cm grosime).
Profilele metalice utilizate în elementele orizontale sunt de tip W, începând de la W 250 si pâna la W 690 dupa rolul sau locul amplasarii. Profilele mari constituie grinzi principale sau actioneaza pe deschideri foarte mari si sub încarcari considerabile. De remarcat ca pentru unele profile hotarâtoare a fost nu starea limita de rezistenta ci starea limita de exploatare normala, respectiv verificarea de sageata. Din acest motiv ele s-au montat cu contrasageata. Dispozitia profilelor a fost gândita pe de o parte în raport cu încarcarile pe care le preiau, cu solicitarile pe care trebuie sa le transmita încarcarilor verticale si în general, în raport cu configuratia cladirii.
Sa amintim ca la faza PT a proiectului, noi am propus o solutie pentru grinzile secundare realizata tot din Europrofile (HE 300AA) dispuse la un interax de 2.60 m. Solutia cu grinzi cu zabrele dispuse la 0.9...1.25 m interax a rezultat dupa stabilirea constructorului partii de otel a structurii (Canam Manac) care a propus grinzile cu zabrele Hambro. Grinzile cu zabrele nu aduc o economie în realizarea structurii (o mica economie în ceea ce priveste cantitatea de otel, dar contrabalansata de costul protectiei la foc), însa sistemul propus de firma Canam Manac a avut marele avantaj ca a eliminat sprijinirile cofrajelor ca si sprijinire provizorie a placilor dupa turnare, întrucât placa de cofraj reazema direct pe talpa superioara a grinzilor cu zabrele.
3.3. Calculul structurii
[...]
4. Elemente avute în vedere la conceperea acestei structuri
În articolul prezentat la conferinta AICPS din anul 2003 si publicat în Buletinul AICPS nr.1/2003 am facut referire la o serie de consecinte, urmare a conceperii si proiectarii acestui sistem structural, din care spicuim: Tinând seama de conditiile de fundare pe amplasament, de caracteristicile structurii proiectate si de exigentele suplimentare impuse de constructiile existente în vecinatate (în special galeria si statia de metrou) s-a propus realizarea constructiei prin executia simultana a nivelurilor subterane si supraterane (procedeu cunoscut si sub denumirea ãtop-downÒ), într-un spatiu delimitat printr-o incinta de pereti îngropati, fara denivelarea apei subterane în exterior.
4.1. Avantaje
[...]
4.2. Dezavantaje
[...]
5. Confirmarea conceperii de proiectare în executie
(sau ce a fost bun si ce nu a fost bun la conceperea structurii)
[...]
6. Concluzii
La constructia cladirii de birouri din piata Charles de Gaulle, tinând seama de conditiile de fundare pe amplasament, de caracteristicile structurii proiectate si de exigentele suplimentare impuse de constructiile existente în vecinatate (în special galeria si statia de metrou) s-a proiectat realizarea constructiei prin executia simultana a nivelurilor subterane si supraterane (procedeu cunoscut si sub denumirea ãtop-downÒ), într-un spatiu delimitat printr-o incinta de pereti îngropati, fara denivelarea apei subterane în exterior.
Sistemul este sigur în ceea ce priveste protectia incintei propriu-zise si a cladirilor învecinate, rapid si destul de avantajos din punct de vedere economic.
Solutia de realizare a infrastructurilor utilizând tehnologia top-down nu este neaparat cea mai buna si nu exclude folosirea solutiilor clasice. Decizia de a utiliza una sau alta dintre solutii trebuie sa se faca pe baza unor analize serioase care sa aiba în vedere toate aspectele de realizare, de la elaborarea proiectului, justificari tehnico-economice, pâna la executia propriu-zisa.
În ceea ce priveste cazul de fata credem ca solutia proiectata s-a dovedit un succes, iar acest lucru a fost confirmat pe parcursul executiei.
Desigur, au existat unele dificultati de concepere si realizare, date în buna parte de caracterul inedit pentru România (este prima constructie cu 5 subsoluri si în sine constructia este una dintre cele mai înalte structuri civile din Bucuresti). Totusi, printr-o abordare atenta la faza de proiectare si printr-un efort sustinut pe parcursul executiei, echipa noastra a reusit sa controleze în bune conditiuni realizarea acestui obiectiv.
Acest lucru nu ar fi fost însa posibil fara efortul tuturor colaboratorilor nostri, fara aportul colegilor proiectanti de la alte specialitati, fara concursul antreprenorului general si subantreprenorilor implicati în realizarea structurii, fara sprijinul beneficiarului, fara implicarea de cele mai multe ori benefica a autoritatilor. Tuturor celor de mai sus le multumim.
Într-o perioada în care spatiile construibile din orase devin tot mai mici si mai scumpe, în care sunt necesare din ce în ce mai multe locuri de parcare, subsolurile adânci apar din ce în ce mai des. Credem ca se poate merge în jos cu curaj, din ce în ce mai adânc, pâna la limita posibilitatilor tehnice si tehnologice si a rentabilitatii. Experienta din tarile occidentale arata ca acest lucru este posibil în conditii de siguranta maxime.
dr. ing. Traian POPP,
ing. Dragos MARCU,
ing. Madalin COMAN
SC AEDIFICIA MP
dr. ing. Anatolie
MARCU - UTCB
