Statika: Zašto armirani beton nije uvijek siguran i kako odlučiti što s građevinom nakon potresa
Statiku zgrade mogu narušiti ili ugroziti različiti parametri, od tla do načina i godine gradnje. Prije svega, neovisno o datumu i razini postignute potresne otpornosti gradnje, narušavanje statike može umanjiti tvrdo, a pogoršati meko tlo. No, sama gradnja i veličina ipak će najviše presuditi. Za najveću zgradu oštećenu u potresu u Sisku određeno je rušenje kako bi na njenom mjestu niknula nova, koja bi trebala sačuvati sve karakteristike prethodnice. Iz Ministarstva je stigla obavijest kako je zgrada bila nepovratno oštećena, a statičar nam objašnjava zašto je umjesto o ‘mogućnosti’ obnove vjerojatno ispravnije govoriti o financijski opravdanom razlogu odabira rušenja i gradnje od nule. Kaže da se oštećenja u pravilu mogu sanirati, ali je pitanje koliko će sve skupa koštati, kao i gdje će stanari za vrijeme višegodišnje rekonstrukcije živjeti.
Kako potres utječe na zgradu? | Unsplash
Ministarstvo prostornoga uređenja, graditeljstva i državne imovine pred kraj srpnja je objavilo vijest o rušenju najveće stambene zgrade oštećene u potresu u Ulici Hrvatskog narodnog preporoda u Sisku. Riječ je o zgradi koja je, navedeno je iz Ministarstva, bila oštećena do razine da njena obnova ‘nije moguća’, a uvođenje izvođača STRABAG u posao označilo je početak njenog rušenja.
Budu li radovi tekli po planu, za 18 mjeseci na istoj bi lokaciji trebala niknuti zgrada podignuta po uzoru na srušenu, a utvrđeno je da će ugovorena cijena rušenja i izgradnje iznositi 20, 3 milijuna eura. U razgovoru sa statičarom doznali smo koja to razina oštećenosti čini obnovu nemogućom, odnosno da je više riječ o isplativosti i neisplativosti. Otkrili smo i što zgrade u scenariju poput petrinjskog potresa čini ugroženima.
Parametar isplativosti
Kako nam je objasnio statičar Igor Skert iz tvrtke Giga grad, koji je i sam radio na nekim projektima potresnog ojačavanja i imao priliku pregledati pojedine objekte nakon potresa koji su 2020. godine pogodili Sisak i Petrinju, glavni parametar na temelju kojega se odlučuje između rušenja ili pak obnove je onaj financijski. Drugim riječima, odluka se donosi kad se troškovi ‘stave na papir’.
– Može se reći da je najmjerodavnija odluka na investitoru koji odlučuje je li potez obnove financijski opravdan i isplati li se. Kad se gradi sasvim novi objekt na način da se poštuju najnoviji propisi što se tiče potresa, tu je i dodatni plus hidroizolacije i toplinske izolacije. Isto tako vjerujem da je kod novogradnje plus i puna garancija da je objekt siguran, kaže Skert.
Mogućnosti obnove
Kod objekata sa starim kamenim zidovima i drvenim grednicima kao međukatnim konstrukcijama, zbog raznih ‘manjkavosti’ takve konstrukcije često preporučam da se objekt iznova sagradi. Uz potresno otporni objekt dobije se i toplinski i hidro izolirani objekt uz znatnu uštedu na prostoru (manja debljina nosivih zidova uključeno s izolacijama).
– Radim na području gdje se prilično susrećem s kamenim kućama starosti od 100 i više godina za koje preporučam ponovnu gradnju, ako kod investitora ne postoji sentimentalna povezanost i nisu li prisutne konzervatorske smjernice ili objekt nije pod konzervatorskom zaštitom. Zapravo je sve omjer isplativosti i želja. S jedne strane čovjek ima svoje prioritete, kamen vrlo lijepo izgleda, a s druge problem je loša čvrstoća samih zidova unatoč velikoj debljini preko 50 centimetara, pojavljivanje kapilarne vlage u zidovima zbog čega prostorija može poprimiti neugodan miris, hladni zidovi… Bolju toplinsku izolaciju i općenito bolje uvjete za život s prikladnom izolacijom pružaju neki drugi noviji materijali, kaže Skert.
Na primjer, uzme li se u obzir betonski zid debljine 20 centimetara ili omeđeno ziđe od 25 cm s izolacijom debljine 10 do 15 centimetara, dođemo na 30 do 40 cm novog stabilnog i potpuno izoliranog zida, odnosno uz potresno otporni zid dobivaju se zdravi uvjeti za život u manjoj debljini zida, napominje Skert.
S druge pak strane, govori li se o obnovi objekta, taj korak više-manje je izvediv, no mišljenja je da cijena uglavnom uvelike premašuje opravdanost te odluke. Od ostalih parametara vrijedi istaknuti i dugotrajnost procesa koji u pitanje dovodi praktičnost i smislenost.
Trošak po bruto kvadratu
Kod zgrade u Sisku najvećim problemom mogla bi se smatrati starost i neodržavanost objekta, a u potresu nije odmoglo što se prilikom izgradnje nisu koristili do danas usvojeni propisi, no nije zanemariva ni veličina građevine. Ipak, Skert upozorava kako o objektu koji se uklanja nema saznanja pa o njegovom stanju može samo nagađati. Stoga što je cijena velik faktor u obnovi, činjenica da je oštećena zgrada ujedno i najveća koja je stradala u potresu mogao bi biti dodatni razlog zašto bi se ona rušila pa iznova gradila, umjesto da bude obnavljana.
– Kad sam sudjelovao na nekim projektima za poboljšanje potresne otpornosti u Sisku i Petrinji, cijene koje smo bili dužni predstaviti unaprijed za obnovu bile su preuzete iz uputa Ministarstva graditeljstva i državne imovine, odnosno slijedili smo njihove smjernice. Sama cijena viša je što je oštećenje ozbiljnije, ističe Skert.
Razine obnove koje postoje kreću se od 1 do 4, od kojih prva razina podrazumijeva obnovu nekonstrukcijskih elemenata, na primjer dimnjaka i zabatnih zidova, dok je za ostale razine otprije četiri godine cijena po građevinskom bruto kvadratu iznosila od 200 pa do 800 eura. Za najvišu, ‘crvenu’ razinu, kvadratura se tako proračunavala na iznos od 800 eura. Više kvadrata tako znači – višu cijenu obnove.
POtres je dodatno oštetio ionako oštećene objekte u samom centru. | Foto: Bauštela.hr
Tek kod ‘otvaranja’ zgrade prava slika
Iz ovog razloga, projektantima koji sudjeluju na obnovi, a čiji je zadatak izračunati ukupnu cijenu obnove, jasno je zašto bi pokretanje obnove zgrade mogao biti neisplativ pothvat. Pritom, nije neuobičajeno da cijena radova raste za vrijeme procesa jer se, kad se objekt ‘otvori’ mogu očekivati nepredviđeni problemi unatoč tome što su se provela istraživanja postojeće konstrukcije. Proračun se izrađuje više kao ‘smjernica’, a što je najviše kobno za objekt, što najviše ugrožava statiku? Prema Skertu jedan od bazičnih razloga ugrožene statike manjak je međusobno tlocrtno okomitih zidova.
– Da bi objekt bio stabilan na potres morate imati određenu količinu zidova u dva tlocrtno okomita smjera. Za manje obiteljske kuće to su minimalno dva zida za jedan, nazovimo ga ‘x smjer’ i dva zida za drugi, nazovimo ga ‘y smjer’ dok je kod većih objekata količina potrebnih zidova puno veća. Ti zidovi, naravno, međusobno su povezani stropnim međukatnim konstrukcijama da bi prilikom potresa, može se reći, cijela konstrukcija objekta djelovala ‘kutijasto’. Tako se najjednostavnije može sažeti bit filozofije potresne otpornosti, objašnjava Skert.
Drugi vrlo važni parametri koji će prouzročiti veća ili manja potresna oštećenja jesu količina zidova koji se na opisani način nalaze u građevini, što će doći do izražaja ovisno o tome o kojoj je potresnoj zoni riječ. Isto tako, čimbenik veličine i katnosti objekta traži više zidova u oba smjera koji su povezani međukatnim konstrukcijama. Tako da je više faktora moglo biti odlučujuće za ‘nepovratno’ oštećenje zgrade u Sisku, pa postaje i jasno zašto bi rušenje pa ponovna gradnja bila isplativija opcija.
Nekada druga pravila
Vrijedi napomenuti kako bi objekti građeni od opeke trebali imati veću količinu zidova u odnosu na, primjerice, armirano-betonske objekte. Ovi objekti trebali bi biti i visinski i tlocrtno pravilniji, odnosno sa što je manje moguće izvučenih ili uvučenih katova na zgradi. Ipak, ni betonske zgrade starijeg datuma ne moraju biti oličenje potresne otpornosti.
– Od ’63. od potresa u Skopju nije se puno znalo o tome kako uspješno sagraditi potresno otporne konstrukcije, dok je nakon tog potresa donesen prvi propis. Tako da se smatra da su zgrade izgrađene nakon te godine otpornije. Ipak, zbog naknadno prikupljanja iskustva za zgrade iz 1970-ih smatra se da su otpornije od zgrada iz 1960-ih, dok su tek u 1980-ima većina zgrada, uz iskustvo sakupljenog tokom dva desetljeća dovedene do nivoa da se mogu smatrati uistinu otpornima, kaže nam Skert.
U Sisku je tako, navodi, nakon potresa bilo ozbiljnije oštećenih betonskih zgrada sa popucalim betonskim stupovima u prizemlju tzv. zgrade sa mekanim prizemljem. Te su zgrade uglavnom bile sagrađene 1960-ih, kada se ipak gradilo drugačije u odnosu na gradnju u nadolazećim desetljećima. Na primjer, koristila se glatka armatura koja je danas zabranjena i umjesto koje je postala uobičajena rebrasta armatura koja između betona i čelika stvara bolju prionljivost te ima veću čvrstoću.
‘Guljenje zgrade’
Još jedna evidentna razlika koju su radeći na projektima potresne otpornosti u Sisku u poslijepotresnom razdoblju zamijetili Skert i njegovi kolege, manjak je zidova u jednom od smjerova. Ova okolnost zgradama je za vrijeme potresa mogla samo odmoći.
– U nekim stambenim zgradama u Sisku i Petrinji i ja i neki drugi kolege primijetili smo dosta poprečnih, a nedostatak zidova u uzdužnom smjeru zgrade, jer su npr. fasadni uzdužni zidovi ‘izrešetani’ otvorima za balkone, velikim prozorima i jednostavno nemate uzdužnih zidova, a zidovi su najbitniji za potres, govori Skert.
U ovakvim okolnostima, kako bi ju se potresno ojačalo, postaje nužno ‘dodati’ zgradi seizmički zid. Što je to seizmički zid? Skert opisuje kako je to zid koji ide od temelja sve do krova pa je, ako je u pitanju zgrada na tri i više etaža, za ovaj postupak potrebno od temelja do krova nakon ‘guljenja’ zgrade (uklanjanja svih završnih slojeva) i nakon izrade temelja, na svakoj etaži izgraditi zid koji se zatim spaja s postojećom stropnom konstrukcijom.
Petrinja nakon potresa | foto: bauštela.hr
Nepostojanje krute dijafragme
A onda, što ako konstrukcija nema krutih dijafragma u razini međukatnih konstrukcija kao što bi trebala biti? Međukatne bi konstrukcije naime trebale bi biti kruti diskovi, što se npr. postiže betonom. S druge strane, do određenog trenutka u prošlosti, između katova su se umjesto krutih diskova gradili drveni grednici. Dosta su fleksibilni i u stvari samo povezuju dva nasuprotna zida, te je njihovo povezivanje upitno jer je točkasto – gdje se svakih 50 ili 60 centimetara greda oslanja na zid.
Prilično često, drvena greda sa zidom nije nikako ni povezana, stoga se u ovakvim slučajevima za međukatne konstrukcije nastoji napraviti krute dijafragme. Postoji puno metoda kako taj korak izvesti, ali treba biti oprezan.
Međutim betonska ploča ima minimalno tri puta veću težinu od drvenih grednika, te nakon zamijene starih drvenih grednika sa betonskim pločama na par etaža nanijeli ste 10 tak puta veću težinu na postojeće zidove… No, kad se sve stavi na papir, i ovaj korak nerijetko ispada financijski neopravdan.
Povezivanje s međukatnim konstrukcijama
Novi zid mora se kod ovog koraka povezivati s međukatnim konstrukcijama, a sve skupa može potrajati dvije do tri godine. Iako bi se u tom razdoblju provela kompletna potrebna obnova, pitanje je gdje bi stanari u međuvremenu stanovali.
– Znači, svi stanari moraju iseliti, morate im naći nekakav zamjenski smještaj, pa dok se prvo oguli cijela postojeća konstrukcija pa dok se naprave pojačanja, a onda na kraju morate izvesti završne slojeve. Mislim to je stvarno dug posao i minimalno traje dvije godine, ako ne i duže i zato vam je to, po mom mišljenju, i upitno. Da i uzmete na stranu, kako ćete iseliti ljude, zaključuje Skert pa naposljetku podsjeća kako, uz samu gradnju veliku ulogu na razinu oštećenja ima i tlo na kojem se građevina nalazi.
Od kategorija A, B, C, D i E kategorija A je stjenovito tlo koje je definitivno i najpovoljnije. Naime, kod mekanih tla poput gline može doći do diferencijalnog slijeganja tla, zbog kojeg građevine mogu popucati. Stijena i tvrdo tlo najpovoljnije je budući da prilikom micanja potresa i gibanja zgrade na kontaktu temeljne konstrukcije i tla pojavljuju značajna naprezanja te se meknije tlo može „utisnuti“. U tom slučaju nema tog elementa diferencijalnog slijeganja kuće, kada ona eventualno u takvim okolnostima naknadno popuca.
Prije nešto manje od dvije godine posjetili smo kontejnersko naselje u Glini te razgovarali sa stanovnicima. Što su rekli o Glini nakon potresa pročitajte u reportaži našeg posjeta.
