MDK sa aspekta seizmički otporne gradnje

Potencijali… U strategiji razvoja zemlje već duži niz godina se kao prioritetne grane navode šumarstvo i drvna industrija čiji se zajednički imenitelj sa građevinarstvom ogleda u proizvodnji i izvođenju montažnih drvenih kuća (MDK). Ovi objekti lake montaže u uslovima domaćeg tržišta danas doživljavaju određenu ekspanziju, što se na prvom mestu može pripisati privatnoj inicijativi i mobilnosti malih i srednjih preduzeća u ovom sektoru proizvodnje i izgradnje objekata. Povećanje stepena ekološke svesti stanovništva, brzina gradnje i niska cena kvadrata ovakvih objekata postaje sve više prednost u zahtevima kratkog roka i kvalitetnog obezbeđivanja stambenog, poslovnog i javnog prostora. Velika prepreka boljem plasmanu drvenih kuća na domaćem tržištu i dalje leži u tradicionalnom i dugotrajnom zidanju “na mobu” i navici življenja u (nezavršenim) objektima od čvrstog materijala.
Kako su cene domaćih montažnih drvenih kuća konkurentne u odnosu na region i svet, a kvalitet optimalan, ovi objekti svakako predstavljaju i potencijal izvoza za domaću drvno-prerađivačku i građevinsku industriju.

Panelni kontrukcijski sistem

Prednosti… Prednosti izvođenja lakih okvirnih objekata od drveta su brojne i ogledaju se u primeni ekoloških materijala, kao i zaštićenosti okoline prilikom gradnje i demontaže objekata (“suvi” postupak). Takođe, brza i efikasna gradnja, zagarantovan kvalitet izvođenja prilikom prefabrikacije elemenata, velika energetska efikasnost (koja se ogleda kako u utrošku energije za proizvodnju elemenata, tako i u izolacionim i akumulacionim svojstvima tokom eksploatacionog veka konstrukcije), primenljivost ovog tipa objekata na tlu lošijeg kvaliteta zbog male težine, dobar aseizmički aspekt, upotreba materijala iz obnovljivih resursa i novih negorljivih materijala, i drugo su svakako prednosti koje kvalifikuju ove objekte za gradnju u budućnosti.
Afirmacija… Na žalost, tek velike prirodne katastrofe, kao što je to za našu zemlju bio zemljotres u Kraljevu, dovode do spoznaje da svet ne može i ne treba da bude sazdan samo od čelika i betona. Uspešno organizovanje i delovanje Konzorcijuma proizvođača montažnih drvenih kuća, koji je uspeo da izvede preko 200 objekata za 3 zimska meseca i preda ih na upotrebu ugroženom stanovništvu, najbolje je afirmisalo i promovisalo gradnju drvetom u našoj zemlji, a kulturu stanovanja sa aspekta uslova života i estetsko-arhitektonskih zahteva podiglo na viši nivo.
Da bi prednosti drvene gradnje i montažnih drvenih kuća došle do punog izražaja, a objekti mogli da se izvode na različitim geografskim i seizmičkim lokacijama, kao bitan parametar sigurnosti ovakvih objekata nameće se obezbeđenje odgovarajuće otpornosti na horizontalna dejstva – vetar i seizmičke uticaje, što je istraživano kroz mnoštvo naučnih projekata širom sveta. Krajnji cilj – potencijalna generalizacija rezultata o lokalno primenjivanim materijalima i vezama, zasnovana na istim (sličnim) procedurama eksperimentalnih ispitivanja, dovela je do ideje o harmonizacije propisa na internacionalnom nivou. Ideja usaglašavanja i harmonizacije pristupa doživela je svoju materijalizaciju u okviru Evropskih normi za konstrukcije (Eurocodes 5 i 8, 2005).
Dobra reputacija MDK u seizmički aktivnim područjima… zasnovana je na:

• maloj težini objekta,
• duktilnosti veza unutar i između elemenata i sklopova,
• jasnom rasporedu – konceptu konstrukcijskog sistema,
• dobro obezbeđenoj bočnoj stabilnost u objektu kao celini,
• postojanju mnoštva sekundarnih i nekonstrukcijskih elemenata.

Samo drvo kao materijal, zavisno od vrste naprezanja, može imati i krto i duktilno ponašanje, pri čemu u aseizmičkom oblikovanju detalja i veza treba koristiti prednost duktilnog ponašanja. Veze u MDK (unutar sklopova ili između elemenata) najznačajnije doprinose ukupnom povoljnom aseizmičkom ponašanju objekta: generalno se duktilnost postiže izborom odgovarajuće konfiguracije veze i spojnim sredstvima odgovarajuće vitkosti. Veze se smatraju najznačajnijim zonama disipacije seizmičke energije, te se njihovom projektovanju i izvođenju posvećuje najveća pažnja.
Slabim mestima u konstrukciji MDK u seizmički aktivnim zonama se generalno smatraju veze sa krućim konstruktivnim materijalima - sa temeljnom konstrukcijom ili sa elementima od čvrstih materijala unutar objekta - zidanim zidovima, dimnjacima, kaminima, itd. Takođe, za adekvatan prenos horizontalnih sila kroz objekat MDK veoma je važno ostvarivanje krutosti međuspratnih dijafragmi i njihovih veza sa zidnim sklopovima. U arhitektonskim rešenjima treba težiti jasnom rasporedu sa regularnošću objekta u osnovi i po visini – izvođenje tzv. „mekog prizemlja“ treba izbegavati.  
Kao i u svakoj drugoj vrsti objekata, i u MDK neadekvatno projektovanje (proračun i izrada detalja), kao i neadekvatan nadzor nad izgradnjom objekta predstavlja izvor mogućih oštećenja pod seizmičkim i drugim horizontalnim dejstvima.

Oštećenje drvenih kuća usled seizmičkog dejstva slabo mesto u konstrukciji – meko prizemlje

Slabo mesto u konstrukciji – neadekvatno ankerovanje za temelje

Regulativa u oblasti projektovanja MDK…  U okviru domaće tehničke regulative ne postoje posebni standardi za projektovanje i izvođenje MDK, te se oni projektuju i izvode u okviru opštih odrednica SRPS standarda za drvene konstrukcije. Domaći proizvođači različite konstrukcijske i specifične oblikovne zahteve zadovoljavaju u najvećoj meri na osnovu dugogodišnjeg iskustva i inostranih propisa i primera. Prema SRPS Pravilniku o tehničkim normativima za izgradnju objekata u seizmičkim područjima, MDK se mogu svrstati u opštu grupu montažnih prefabrikovanih objekata na koju bi trebalo primeniti zahtev za eksperimentalnom i analitičkom studijom kojom se dokazuje stabilnost konstrukcijskog sistema i veza, kao preduslov pravilnog aseizmičkog projektovanja.
U okviru evropske regulative, proračun drvenih preseka i elemenata MDK sprovodi se prema EC5 gde su date posebne procedure proračuna i oblikovanja sklopova krovnih, međuspratnih i zidnih dijafragmi. Aseizmičko projektovanje MDK regulisano je standardom EC8 u kome su predviđene različite metode analize, pri čemu se jednostavne metode mogu primeniti na MDK jer su uobičajeno regularne u osnovi i po visini. Zone disipacije treba locirati u spojevima i vezama, a bitan zahtev ovog standarda je njihova eksperimentalna verifikacija prema EN 12512: „Cikličko opterećenje veza ostvarenih mehaničkim spojnim sredstvima“, na osnovu čega se  usvaja faktor ponašanja „q“ za različite vrste konstrukcija. Nosivi zidni i međuspratni elementi MDK spadaju načelno u sklopove sa srednjim (M) ili visokim (L) kapacitetom disipacije, zavisno od načina ostvarivanja unutrašnjih veza (lepljenje, kovanje, kombinacija). Granične (max) vrednosti faktora „q“ se pri tome kreću u granicama od 2 do 5. Prema EC8 predviđen je čitav niz konstrukcijskih mera za oblikovanje preseka i detalja veza, kao i mere kontrole izvođenja objekata MDK u seizmičkim područjima.      
Set SRPS standarda će se u bliskoj budućnosti inovirati i usaglasiti sa evropskom regulativom, a Nacionalni aneks za primenu Eurocodes normi treba da bude donet u 2012. godini.

Tradicionalno, u svetu se často prave kuće u kombinaciji kamen – drvo, otporne na seizmička dejstva. Na fotografiji je stambeni objekat iz južnog dela Norveške.

MONTAŽNE DRVENE KUĆE u Srbiji… Na domaćem tržištu u upotrebi je sitnopanelni sistem prefabrikovane montažne gradnje drvenih kuća, kod kojeg je modularna dimenzija elementa zidnog sklopa 1,2m. Ovaj sistem je razvijan početkom 70-tih godina prošlog veka i do danas se zadržao kao dominantan sistem prefabrikovane drvene gradnje na našem području. Iako je krupnopanelni prefabrikovan sistem sa modularnom dimenzijom do 10m razvijan u regionu radi uštede manuelnog rada, ankernih i veznih elemenata, u kontekstu poslednjeg zemljotresa upravo su se pokazale suprotne potrebe. Sitnopanelni sistem je doživeo ponovnu afirmaciju zbog efikasne montaže na često nepristupačnom i zakrčenom terenu, a veći broj diskretnih veza sa temeljnom konstrukcijom povećao je smičuću i otpornost na obrtanje u ravni zidnih sklopova.
Bez obzira na generalno dobro ponašanje MDK u aspektu seizmički otporne gradnje, za plasman domaćih objekata na inostrano tržište potrebno je dati zahtevane dokaze nosivosti, stabilnosti i upotrebljivosti konstrukcije, kao i sprovesti odgovarajuću eksperimentalnu verifikaciju sistema. Konkurentnost se može postići uz odgovarajući napor usaglašavanja svojih rešenja sa zahtevima EU, pri čemu bitan faktor čini informisanost i pravovremeno reagovanje.

Izvor: Časopis DRVOtehnika - arhiva