TOTALNI VODIČ: Kako statički učvrstiti postojeće zgrade i kuće

Nakon nedavnog potresa koji je zadesio Zagreb mnogi su se zapitali u koliko sigurnim objektima stanuju ili rade, nevezano čak u kojem dijelu Hrvatske žive, jer je više područja naše domovine seizmički osjetljivo. Nekoliko dana nakon nemilog događaja u Zagrebu se samo moglo čuti statika, statičari - odjednom su statičari postali doktori za zgrade. Niz je pitanja na koje mnogi žele odgovore, naročito oni koji stanuju u starijim zgradama, ali i u obiteljskim kućama. Kako statički učvrstiti svoj objekt?

Pokazalo se da se građevinsku struku i potresno inženjerstvo kao vrlo važnu disciplinu sustavno zanemarivalo. Projekt statike za neku zgradu rade inženjeri građevinarstva koji su završili usmjerenje konstrukcije ili tehničke mehanike i kolokvijalno ih nazivamo statičari. U javnosti se pojave samo kada se dogodi ovakva katastrofa pa se svi sjete da konstrukcije koje u dnevnom životu ne primjećuju imaju svrhu, i to možda najveću, da nam “čuvaju glavu”.

Sigurnost je na prvom mjestu, ali to je samo jedan od zahtjeva koji projekt statike i statičar moraju ispuniti. O tome i još mnogočemu vezanom za statiku i statiku postojećih objekata zgrada i kuća razgovarali smo s Josipom Galićem, profesorom na Arhitektonskom fakultetu u Zagrebu, na kojem predaje kolegije iz područja nosivih konstrukcija. Niz godina on i njegov tim na fakultetu se bave istraživanjem i projektiranjem u području sanacija i pojačanja postojećih povijesnih građevina. Inače je i konstruktor (statičar) te usko surađuje s tvrtkom Radionica statike, jednom od vodećih tvrtki u području projektiranja nosivih konstrukcija, sanacijama i rekonstrukcijama postojećih građevina. U suradnji s Josipom Galićem nastao je D&D-ov vodič o statici.

- Statika je kolokvijalni naziv za građevinski projekt konstrukcije, a statičar za projektanta konstrukcije, odnosno za konstruktora. Nešto slično kao s nazivima zubar i stomatolog.

Statika ili građevinski projekt konstrukcije je jedan od mnogih projekata različitih struka, njih desetak, koji se izrađuju za pojedinu građevinu i koji su međusobno usklađeni. Znači, to je samo jedan od velikog broja projekata različitih struka potrebnih za gradnju ili rekonstrukciju građevine. Bilo koja gradnja ili rekonstrukcija mora imati ‘statiku’ dok neki drugi projekti ponekad nisu potrebni - odgovara Josip Galić na uvodno pitanje što je statika.

U projektu statike se točno položajno i dimenzionalno definiraju svi nosivi elementi konstrukcije građevine na primjer ploče, grede, stupovi, zidovi, temelj i drugo. Daje se, dokaz pouzdanosti (sigurnosti) za svaki element predviđene uporabe i predvidiva djelovanja (jedno je i potres) te sadrži sve potrebne nacrte i grafičke priloge da se ta konstrukcija može izvesti. To je, dakle, jedan od projekata kojim se u cijelosti definira nosiva konstrukcija i dokaz je sigurnosti građevine u skladu s važećim propisima i zahtjevima za pojedine građevine.

CROPIX

* Kako statički učvrstiti postojeći objekt? Kako učiniti neku kuću ili zgradu sigurnom i otpornom?

Svaka građevina se može učvrstiti, ističe statičar Josip Galić. Postoje tehnike i tehnička rješenja koja se koriste za sanaciju i pojačanje oštećenih građevina.

- Većina građevina osim onih iznimno jako oštećenih i urušenih se može sanirati i primjereno pojačati da izdrže značajno jače potrese od ovog koji se dogodio. Naravno, prilikom odabira razina pojačanja treba biti realan. Svaka građevina se može pojačati da bude seizmički otporna u skladu s današnjim zahtjevima poput na primjer novih zgrada na zagrebačkim Vrbanima, ali takvo podizanje sigurnosti na većini postojećih građevina je preskup i previše invazivan proces. Jednostavno nije isplativo, da ne kažem da je i s tehničke i s financijske strane neprimjereno - rekao je Josip Galić te dodaje da je puno logičnije i jeftinije u takvom slučaju ukloniti građevinu i sagraditi novu. Ipak, postoje tehnike i razine pojačanja koje mogu dosta poboljšati seizmičku otpornost postojeće građevine, a nisu skupe i toliko invazivne. To su tehnike koje se jednostavno primjenjuju, a imaju za cilj osigurati bolju povezanost zidova, stropova i krovišta. Takvim tehnikama povećana je kompaktnost građevine te nosivost i duktilnost zidanih zidova.

Većina građana kojima su oštećene kuće u Zagrebu bi sada htjela pojačati zgrade u kojima žive da izdrže najjači očekivani potres u Zagrebu, ali to financijski i realno gledano, kaže Galić, nije moguće. Međutim, bitno je da u skladu sa svojim mogućnostima ulože dio sredstava i podignu razinu sigurnosti koliko je to moguće što se tiče optimalnih razina intervencija, kao i troškova.

- Ne treba gajiti iluziju da će se s nešto sitno novca pojačati sve građevine i riješiti stvar koja se dogodila i da, kada se jednog dana dogodi isti ili jači potres, neće biti problema. Takvu želju možemo zaboraviti. S obzirom na stanje u kojem se nalazimo, bit ću sretan ako uspijemo sva oštećenja na zgradama sanirati, da nam zgrade budu u stanju sigurnosti koju su imale prije oštećenja, te da za važnije građevine kao što su bolnice i škole postignemo adekvatno povećanje otpornosti. Moja iskustva u ova dva tjedna pokazuju da se mnogi popravci izvode na nestručan način - upozorava J. Galić.

Primjerice, mnogi misle da je pukotina na zidu samo pukotina u žbuci pa je samo nastoje pregletati i prebojati ili, još gore, prekriti gipskartonskom oblogom.

- Želio bih da svi znaju da sve pukotine koje su u zidovima nisu površinske, nego su prisutne u cijeloj debljini zida i da nije dovoljno te pukotine sakriti, nego zidove treba popraviti kako bi imali cjelovitost koju su imali prije nastanka pukotina. Znači, zidovi se na mjestu pukotina trebaju ispravno povezati. Isto vrijedi za sve konstrukcijske elemente na kojima su oštećenja - kaže Josip Galić.

Također, ako netko ima stan koji je obložen gipskartonskim pločama i ne vidi pukotine, to ne znači da one ne postoje. Savjetuje da pogledajte susjedne stanove koji nemaju takve obloge i ako ti stanovi imaju oštećenja, onda su i kod vas slična.

Pojačanje postojećih građevina i podizanje sigurnosti je dugoročan proces. To je strateška i dugoročna odluka. Pritom bi svi trebali osvijestiti da je potrebno ulagati u održavanje građevina i poboljšanje njihovih svojstava, ne samo u konstrukciju zbog sigurnosti u slučaju potresa, nego i sigurnosti na druge nepogode kao što je požar i slično. Ako tako pristupimo u održavanju svojih nekretnina, onda u periodu od 10 do 20 godina možemo napraviti značajan iskorak.

- Meni je neshvatljivo da su ljudi u stanju potrošiti po 1000 eura/m2 na uređenje svog stana za interijer poput parketa, podnog grijanja, pločica i sličnog, a da nisu dok rade uređenje stana u stanju uložiti barem 50 eura po četvornom metru da bitno poboljšaju sigurnost svoje građevine. To se mora hitno promijeniti. Ne treba ulagati samo u kozmetiku, nego i u ono što je ispod i što nije vidljivo - zaključuje statičar.

* Koje su specifičnosti statičke obnove u Zagrebu nakon nedavnog potresa - za zgrade u središtu grada?

U središtu grada su veće stambene zgrade. Te zgrade su rađene uglavnom krajem 19-og i u prvoj trećini 20-og stoljeća, u vrijeme kada nije postojala tehnička regulativa u slučaju potresa. To su većinom zidane građevine debelih zidova s drvenim stropovima ili čak oprečnim svodovima. One imaju u pravilu malu seizmičku otpornost i većina je sada jače ili manje oštećena. Znalo se u stuci da će kod njih doći do ovakvih oštećenja.

- Čak je stanje građevina bolje nego što se predviđalo s obzirom na ovakvu razinu potresa. Predviđalo se da bi broj stradalih u ovakvom potresu mogao biti oko 200 ljudi. No, potres je bio rano ujutro i u vrijeme pandemije, što je ublažilo posljedice. Za potres većeg intenziteta procjena stradalih je oko 3000 ljudi - kaže J. Galić.

Kod obnove zgrada u središtu grada dvije su posebnosti. Prva je ta da je kod takvih zgrada više suvlasnika, a druga ta što je cijelo središte grada zona zaštićenog kulturnog dobra kategorije A. Teško je očekivati da se kod tih zgrada može napraviti neko radikalnije i bitnije povećanje seizmičke sigurnosti i zbog toga što ljudi žive u tim zgradama te ih je teško iseliti na neki period da se radovi izvedu.

- Financiranje ide preko pričuve, što traži složnost u odluci, a u zgradama žive ljudi različitih financijskih mogućnosti i viđenja oko obnove. Također, tehnike pojačanja ne smiju biti preinvazivne jer su zgrade u toj zoni uglavnom zaštićeno kulturno dobro. Dakle, kod većine zgrada u središtu Zagreba za očekivati je da će se ići u popravak na stanje koje je bilo prije potresa, a da će samo neke od njih ići na višu razinu pojačanja. Takvo pojačanje rezultira 1,5-2 puta većom nosivosti u odnosu na postojeću nosivost koja je relativno mala. To izgleda puno, međutim kad je usporedimo s novijom gradnjom, takva pojačana građevina došla bi na nekih 50-60 posto sigurnosti novih zgrada - objašnjava J. Galić.

* Koje su specifičnosti statičke obnove obiteljskih kuća u podsljemenskoj zoni?

Primjerice, u Markuševcu su uglavnom obiteljske kuće i tamo je intenzitet zbog blizine epicentra bio nešto veći. Moraju se razlikovati dvije vrste obiteljskih kuća. Znači, postoje starije obiteljske kuće koje su možda nešto mlađe od zgrada u centru, ali su istog tipa gradnje, zidane s drvenim stropovima. Međutim, pokazalo se i da je tamo puno kuća novije gradnje, a koje su oštećene.

- Razlog tome je vjerojatno to što su se mnoge kuće gradile bez adekvatnih projekata pa kasnije legalizirale. Njihova obnova bit će u dva smjera. Vjerujem da će većina stanovnika samo popraviti oštećenja uz neke minimalne intervencije na poboljšanju, a da će se za one koje su jače oštećene i gdje su vlasnici financijski bolje stojeći ići na rušenje postojećih i gradnju novih. Kod svih kuća koje se budu popravljale i pojačavale bit će nešto drugačiji pristup, jeftiniji i invazivniji, jer nisu pod spomeničkom zaštitom i lakše je za vrijeme radova iseliti jednu kuću na nekoliko mjeseci, nego jednu stambenu zgradu u centru.

* Koji su koraci koji bi se trebali napraviti da se statički ojača primjerice zgrada trokatnica iz 30-ih godina u Zagrebu ili nekom drugom gradu? Je li to nužno skup zahvat?

Postupak generalno vrijedi za sve građevine. Prvo treba, objašnjava Josip Galić, utvrditi konstrukciju određene građevine, znači pregledati arhivsku dokumentaciju po kojoj je građena i postojeću projektnu dokumentaciju, ako postoji. Zatim je potrebno provesti detaljan pregled postojećeg stanja i snimak oštećenja. To znači da se trebaju izraditi potrebne arhitektonske podloge (tlocrti i presjeci) i jasno, položajno i po vrsti, označiti sva oštećenja. Zatim je potrebno provesti neke minimalne istražne radove da se provjere oni dijelovi konstrukcije koji su skriveni, kao što su stropne konstrukcije, te da se pokuša utvrditi jesu li postojale neke prethodne rekonstrukcije i kakve su bile.

- Velik broj oštećenja je upravo rezultat prethodnih rekonstrukcija i adaptacija koje nisu izvedene na pravi način, kao što su uklanjanje pregradnih zidova, stupova na koje se oslanjaju svodovi jer je potreban veći izlog, otvaranje novih ili većih otvora u nosivim zidovima i slično. Tek nakon toga se može pristupiti analizi i određivanju toga što bi se moglo napraviti - kaže J. Galić.

Gradnje, a i pojačanja, nisu ni jednostavna, ni jeftina. Nužno je napraviti 2-3 varijante razina pojačanja i točno odrediti što to znači u izvedbi tih pojačanja i koliko će to koštati. Tek tada se može odabrati optimum. Naravno, najbolje bi bilo svi odaberu maksimalnu razinu, ali ona sigurno košta više nego srušiti i sagraditi novu građevinu. Tako da, ako se i netko odluči na pojačanje, to će biti neka bitno niža razina. No i ona je, ističe J. Galić, opet puno bolja od postojećeg stanja.

Procjena troškova sanacije ili pojačanja građevina u ovom trenutku je, kaže Galić, jako nezahvalna stvar i bez detaljne analize većeg broja građevina različitih razina oštećenja nije moguće ništa ozbiljno reći. I građevinski sektor je zbog radnika i ostalog što se događa u takvom stanju da ne može dati točnu procjenu za izvedbu.

- Kad se dogode ovakve stvari, puno je takozvanih stručnjaka koji iznose svoje mišljenje i analize, ali ne postoji osoba koja u kratkom vremenu može dati brzu i točnu procjenu. Svi sada imaju želju pojačati zgrade u kojima žive, ali mislim da će mnogi, kad vide koliko to košta, dvaput razmisliti. Pojačanje seizmičke otpornosti je nešto u što treba dugoročno ulagati. Svi u Zagrebu trebaju povećati izdvajanja za pričuvu, i to na poseban račun, kako bi kroz neki period skupili dovoljno novca za ozbiljniji zahvat na zgradi, a država treba pomoći sa subvencijama i kreditima, kako bi se ta pojačanja mogla izvesti u nekom prihvatljivom periodu od 10 do 20 godina - kaže J. Galić.

Dug je put do pojačanja svih zgrada, ali na tome treba početi raditi, pristupiti tome studiozno i dugoročno. Međutim, treba biti realan, jer i mnoge zemlje kao što je Švicarska nisu u mogućnosti napraviti pojačanje postojećih građevina na razini današnjih standarda.

* Koji se materijali najviše koriste pri statičkom učvršćivanju zgrade?

Ovisi o vrsti gradnje, povijesnoj važnosti građevine, kao i tipu gradnje. Za zgrade u centru Zagreba najprimjerenije je krovišta i stropne konstrukcije popravljati i pojačavati u drvu ili čeliku. Povezivanje zidova i stropova, kao i pojačanje zidova, najbolje je izvoditi u čeliku i FRP-u (engl. fiber reinforced polymer - polimeri u kojima su ugljična ili staklena vlakna). Za neke druge građevine iz novijeg perioda i na drugim lokacijama će se pored toga dodavati betonski zidovi, betonske ili spregnute ploče i slično.

- Uvjeren sam da će se kod velikog broja obiteljskih kuća koje će se odlučiti statički pojačati ići na ozbiljniju razgradnju i izvedbu novih građevina ili nekih njenih novih dijelova - zaključuje J. Galić.

* Jesu li sve zgrade građene nakon 1964. godine s normama koje su tada uvedene sigurne ili i potom ima nekih za koje bi bilo dobro provjeriti statiku?

- Godine 1964. su doneseni prvi ozbiljniji propisi u području seizmičke otpornosti. Ta pravila i zahtjevi su dodatno poboljšani i postroženi nekoliko puta u proteklom periodu. Građevine sagrađene nakon 1964. su u bitno boljem stanju nego one prije tog perioda, ali također bitno lošije nego današnje. Današnji zahtjevi su više nego dvostruko stroži i veći - kaže Josip Galić.

Smatra da treba pristupiti provjeri starijih građevina i njihovoj ocjeni seizmičke pouzdanosti i to treba provesti generalno za sve, jer stradale su i građevine iz novijeg perioda, pa i one sagrađene prije svega 10-ak godina. Sve građevine koje su u ovom potresu doživjele bilo kakvo oštećenje u konstrukciji, naglašava, potrebno je obvezno i što hitnije sanirati.

* Da li bi trebalo provesti neku vrstu statičke obnove kao što je bio program energetske obnove?

Za sve građevine, a pogotovo za građevine iz perioda prije 1964.godine, smatra Josip Galić, treba u periodu od nekih 2-3 godine provesti provjeru sigurnosti i odrediti certifikat stanja građevine - sigurnosni certifikat. Važno je da certifikatori budu stručne osobe (pravi statičari).

STATIKA

* Kakva su statička rješenja najbolja za pojedini potres?

Inženjerski posao nije šabloniziran. Postoji velik broj vrsta konstrukcija i, ovisno o oblikovanju građevine, neke konstrukcije su primjerenije i bolje za određene uvjete.

- Kad je riječ o potresu, najvažnije da je građevina u pogledu nosive konstrukcije po visini i tlocrtu što više pravilna. Naravno, ako se građevina gradi u zoni očekivanog jačeg potresa, mora biti jača - imati jače stupove, zidove, biti bolje armirana i slično. Međutim, pretjerano pojačavanje konstrukcije nije uvijek ispravno rješenje, a gotovo nikada nije optimalno rješenje. Treba težiti tehničkim rješenjima koja osiguravaju da je konstrukcija duktilna i da je robusna - objašnjava J. Galić.

Duktilna treba biti kako bi mogla sa što manje elemenata apsorbirati veću energiju od potresa. Robusnost se odnosi na to da tehničko rješenje konstrukcije treba biti takvo da otkazivanjem jednog elementa, primjerice stupa, ne dođe do urušavanja cijele građevine, nego samo do lokalnog oštećenja.

U nedavnom zagrebačkom potresu najviše je bilo oštećenja dimnjaka i zabata. Razlog je, dodaje J. Galić, što nisu bili povezani s ostatkom nosive konstrukcije, a da su bili, niti jedan od njih ne bi pao ili se odvojio.

NORME

* Jesu li norme jednake za zgrade i za obiteljske kuće? I za sva područja u Hrvatskoj?

- Statika, od postave konstrukcije, proračuna i izrade nacrta, zbog važnosti za sigurnost građevine i ljudi u njoj, u cijelosti je normirana. Sigurnost građevina i dokaz sigurnosti je određen zakonskom i tehničkom regulativom velikim brojem pratećih normi. Normi je toliko, kaže Josip Galić, da vjerojatno, kada bi se isprintale sve, ne bi stale u jednu veliku prostoriju. Tehnička regulativa i norme koje se moraju primjenjivati su jednake za sve građevine i za sva područja u Hrvatskoj. Zakonska regulativa i norme usklađeni su s cijelom Europskom unijom. Za zahtjevnije i složenije građevine kontrola je malo stroža, odnosno, za razliku od obiteljskih kuća, projekti zahtjevnijih građevina idu na dodatnu kontrolu.

CROPIX

Nove zidane zgrade imaju visok stupanj otpornosti

I zidane zgrade koje su projektirane suvremenim normama sigurne su u slučaju potresa slične jačine kakav je nedavno bio u Zagrebu.

Za nove zidane zgrade nema sumnje u visok stupanj otpornosti, kažu u tvrtki Wienerberger koja je jedan od vodećih proizvođača opeke, fasadne opeke i glinenog crijepa, jer se razvoj zidanih elementa od opeke u posljednjih 10-ak godina drastično modernizirao i promijenio se način gradnje. Novi suvremeni proizvodi cigle, osim bitnog svojstva nosivosti, također odgovaraju i najstrožim zahtjevima za gradnju zgrada gotovo nulte energije.

O zidanim zgradama, statici i potresu razgovarali smo s Tomislavom Kišičekom, redovitim profesorom na Građevinskom fakultetu Sveučilišta u Zagrebu, pročelnikom katedre za betonske i zidane konstrukcije. Pitamo ga može li se u slučaju ponovnog potresa očekivati da će se zidane zgrade, koje su građene prema današnjim, modernim seizmičkim standardima i propisima, ponašati na zadovoljavajući način te jesu li sigurne.

Wienerberger AG

- Zidane zgrade koje su građene prema današnjim važećim propisima, i ako su u potpunosti u skladu s njima, sigurne su za sve jačine potresa za koje su projektirane, i u nekom budućem potresu ponašat će se tako da se ne dovedu u pitanje njihova nosivost i stabilnost te ljudski životi. Naravno, pretpostavlja se da taj potres neće biti značajno veći od onog na koji su zgrade projektirane - odgovara T. Kišiček. Trend gradnje sve više postaju armiranobetonske skeletne konstrukcije, gdje se kao ispuna koristi moderna brušena glinena opeka. Kakvo je vaše mišljenje o tim modernim sustavima gradnje? Recimo, zidni elementi opeke se sve više lijepe, a ne zidaju mortom, imaju integriranu toplinsku izolaciju.

Wienerberger AG

- Zidni elementi imaju dobra toplinska svojstva, a pogotovo ovi moderni koji već u sebi imaju i izolaciju. U svakom slučaju, zidna ispuna pridonosi nosivosti armiranobetonskih skeletnih konstrukcija, ako je konstrukcija tako proračunata. Prema propisima, sljubnice između dviju opeka, horizontalne i vertikalne, moraju biti ispunjene mortom, no ako je ispitivanjima/atestima dokazano da se nosivost može postići i nekim novim načinima, primjerice lijepljenjem, tada je i to dopušteno koristiti - rekao je. Bitan je i utjecaj debljine zida na otpornost konstrukcija prilikom potresa. Deblji zid ima veću nosivost na horizontalne sile potresa. Norme definiraju najmanju dopuštenu debljinu pojedine vrste zida. I za kraj, zanimalo nas je kakva je prednost, laički rečeno, cigle, a kakva betona. Beton, onaj armiran čelikom, ima dobra svojstva jer se ponaša duktilno, što znači da se prije sloma može značajno deformirati, dok je opeka krhkija, nije duktilna. Armirani beton ima veću nosivost od zida.

- U kombinaciji se, zidovi od opeke, armiranobetonske vertikalne i horizontalne serklaže te armiranobetonske stropne ploče ponašaju vrlo dobro prilikom djelovanja potresa, jer kod takvih objekata teže dolazi do gubitka nosivosti i stabilnosti. Važno je naglasiti i to da opeka ima puno bolja toplinska svojstva od betona, i zato su zidovi od opeke povoljniji od armiranobetonskih, u pogledu energetske učinkovitosti - kaže T. Kišiček.

Foto: Neja Markičević/Hanza Media, Marko Todorov/Hanza Media, Shutterstock, Wienerberger