ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ «ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΑΝΘΡΩΠΙΝΟΥ ΔΥΝΑΜΙΚΟΥ»

Transcript

1 ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΘΡΗΣΚΕΥΜΑΤΩΝ ΓΕΝΙΚΗ ΓΡΑΜΜΑΤΕΙΑ ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ «ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΑΝΘΡΩΠΙΝΟΥ ΔΥΝΑΜΙΚΟΥ» ΔΡΑΣΗ «Ενίσχυση της απασχόλησης των ερευνητών σε επιχειρήσεις» ΚΩΔΙΚΟΣ ΕΡΓΟΥ 1564 ΤΙΤΛΟΣ ΕΡΓΟΥ Διαχείριση των υπολειμμάτων ανακύκλωσης προς δημιουργία δομικού υλικού. (ακρωνύμιο: ΔΥΑΔΔΥ) ΔΙΚΑΙΟΥΧΟΣ ECORAP A.E. ΕΝΟΤΗΤΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ (Ε.Ε.) 3: ΕΞΑΓΩΓΗ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΩΝ Παραδοτέο Π3.2: Τεχνική Τεκμηρίωση Χρήσεων Πρότυπων Δομικών Υλικών & Σύγκριση Προδιαγραφών με Συμβατικά Δομικά Υλικά Συμβατικά Δομικά Υλικά 1

2 Περίληψη Η τεχνική τεκμηρίωση πρότυπων δομικών υλικών προϋποθέτει αφενός τη διεξαγωγή πειραματικών μετρήσεων της αντοχής των υλικών σε μια σειρά από καταπονήσεις και αφετέρου, το σχεδιασμό πρότυπων δομικών στοιχείων τα οποία αποτελούν και το μέσο αξιοποίησης των εν λόγω υλικών. Στο πλαίσιο αυτό, έχοντας προσδιορίσει τις προϋποθέσεις αξιοποίησης του υπολείμματος χειροδιαλογής από το ΚΔΑΥ της ECORAP AE και του υπολείμματος εξευγενισμού compost από τη μονάδα κομποστοποίησης της ΡΑΠ ΕΡ Αναπτυξιακή ΑΤΕΒΕ, πραγματοποιήθηκαν μια σειρά από πειραματικές μετρήσεις μηχανικής, θερμικής και περιβαλλοντικής αντοχής προκειμένου να διερευνηθούν οι επιδόσεις των εν λόγω υλικών και κατ επέκταση, η πιθανότητα χρήσης τους ως δομικά υλικά σε κτιριακές εφαρμογές. Το συμπέρασμα που προέκυψε κατέστησε σαφές ότι, η αξιοποίηση των εν λόγω υλικών μπορεί να γίνει αποκλειστικά με μεταβολή των φυσικών τους χαρακτηριστικών (θρυμματισμός) και κυρίως, με την ανάμιξή τους με κολλητική ουσία, προκειμένου να διασφαλιστεί η ευστάθεια των αντίστοιχων δοκιμίων, αλλά και μελλοντικά, η δυνατότητα ανάπτυξης πρότυπων δομικών στοιχείων. Εν συνεχεία, ως αποτέλεσμα των πειραματικών δοκιμών μηχανικής, θερμικής και περιβαλλοντικής αντοχής, το στερεοποιημένο μίγμα υπολείμματος και κολλητικής ουσίας, εμφάνισε αντοχές οι οποίες θα μπορούσαν να το κατατάξουν ως εναλλακτικό δομικό υλικό. Μάλιστα, κατά την εξαγωγή συμπερασμάτων αναφορικά με τις επιδόσεις των αντίστοιχων δοκιμίων από το πρότυπο υλικό, διαπιστώθηκε ότι, ποσότητες θρυμματισμένου υπολείμματος χειροδιαλογής εξευγενισμού compost, αναμεμειγμένες με κολλητική ουσία και ειδικότερα, εποξειδική κόλλα δύο συστατικών βινυλικής βάσης PVA και σκληρυντή ρητίνης, μπορούν να έχουν επιδόσεις αντίστοιχες με αυτές της δομικής ξυλείας. στο πλαίσιο αυτό, πραγματοποιήθηκε σχεδιασμός πρότυπων δομικών στοιχείων, που αποτέλεσε και την πρόταση χρήσης του εν λόγω υλικού, ως περιεχόμενο του Παραδοτέου Π.3.1: Προτεινόμενες Χρήσεις Ανακυκλώσιμων Υλικών Στόχων & Υπολείμματος ως Δομικών Υλικών. Βάσει των ανωτέρω, στο παρόν Παραδοτέο διενεργείται μια τεχνική τεκμηρίωση των αντοχών του πρότυπου υλικού, όχι με τη μορφή δοκιμίων, όπως παρουσιάστηκε κατά τη 2 η Ενότητα Εργασίας: Δειγματοληψία, Μετρήσεις & Ανάλυση Αποτελεσμάτων, αλλά με τη μορφή πρότυπων δομικών στοιχείων τα οποία μπορούν να συνδεθούν προκειμένου να δημιουργήσουν μια πρότυπη κτιριακή εφαρμογή. Η εν λόγω τεκμηρίωση, μέσω κατάλληλου λογισμικού προσομοίωσης, υπολογίζει τη συμπεριφορά κάθε πρότυπου δομικού στοιχείου σε φορτία που αναμένεται να του επιβληθούν κατά τη χρήση του ως στοιχείο της πρότυπης κτιριακής εφαρμογής. Τα εν λόγω φορτία είναι στατικά και σχετίζονται αφενός με τα όμορα δομικά μέρη, αφετέρου, με δομικά μέρη από συμβατικά υλικά (π.χ. επιστέγαση κεραμοποιίας). Επιπλέον, για κάθε δομικό στοιχείο, οι επιδόσεις του συγκρίνονται με αντίστοιχες επιδόσεις συμβατικών δομικών υλικών προκειμένου να διαπιστωθεί η ορθότητα του σχεδιασμού. Συμβατικά Δομικά Υλικά 2

3 Πίνακας Περιεχομένων Εισαγωγή... 8 Πρότυπη Κτιριακή Εφαρμογή... 9 Προσομοίωση Συμπεριφοράς Πρότυπων Δομικών Στοιχείων σε Θλιπτικά Φορτία Πρότυπο Δομικό Στοιχείο Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας Μίγμα Υπολείμματος Εξευγενισμού Compost & Κολλητικής Ουσίας Άοπλο Σκυρόδεμα Portland Τύπου C16/ Δομική Κεραμοποιία Δομική Ξυλεία Πεύκης Δομικός Χάλυβας Κατασκευών Συγκριτικοί Πίνακες Αποτελεσμάτων Προσομοίωσης Συμπεράσματα Συμπεριφοράς Πρότυπου Δομικού Στοιχείου Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας σε Θλιπτικά Φορτία Πλακίδιο Δαπέδου Εσωτερικών Χώρων Μίγμα Υπολείμματος Χειροδιαλογής & Κολλητικής Ουσίας Άοπλο Σκυρόδεμα Portland Τύπου C16/ Δομική Κεραμοποιία Δομική Ξυλεία Πεύκης Δομικός Χάλυβας Κατασκευών Συγκριτικοί Πίνακες Αποτελεσμάτων Προσομοίωσης Συμπεράσματα Συμπεριφοράς Πρότυπου Γωνιακού Πλακιδίου Δαπέδου Εσωτερικών Χώρων σε Θλιπτικά Φορτία Πρότυπο Δομικό Στοιχείο Φέρουσας Εσωτερικής Τοιχοποιίας Μονωτικού Panel Μίγμα Υπολείμματος Χειροδιαλογής & Κολλητικής Ουσίας Άοπλο Σκυρόδεμα Portland Τύπου C16/ Δομική Κεραμοποιία Δομική Ξυλεία Πεύκης Δομικός Χάλυβας Κατασκευών Συγκριτικοί Πίνακες Αποτελεσμάτων Προσομοίωσης Συμπεράσματα Συμπεριφοράς Πρότυπου Δομικού Στοιχείου Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας σε Θλιπτικά Φορτία Προσομοίωση Συμπεριφοράς Πρότυπων Δομικών Στοιχείων σε Καμπτικά Φορτία Πλακίδιο Δαπέδου Εσωτερικών Χώρων Μίγμα Υπολείμματος Χειροδιαλογής & Κολλητικής Ουσίας Άοπλο Σκυρόδεμα Portland Τύπου C16/ Δομική Κεραμοποιία Δομική Ξυλεία Πεύκης Δομικός Χάλυβας Κατασκευών Συμβατικά Δομικά Υλικά 3

4 Συγκριτικοί Πίνακες Αποτελεσμάτων Προσομοίωσης Συμπεράσματα Συμπεριφοράς Πρότυπου Γωνιακού Πλακιδίου Δαπέδου Εσωτερικών Χώρων σε Καμπτικά Φορτία Δοκός Υποστήριξης Στατικότητας Δομικών Στοιχείων Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας Μίγμα Υπολείμματος Εξευγενισμού Compost & Κολλητικής Ουσίας Άοπλο Σκυρόδεμα Portland Τύπου C16/ Δομική Κεραμοποιία Δομική Ξυλεία Πεύκης Δομικός Χάλυβας Κατασκευών Συγκριτικοί Πίνακες Αποτελεσμάτων Προσομοίωσης Συμπεράσματα Συμπεριφοράς Δοκού Υποστήριξης Στατικότητας Στοιχείων Εξωτερικής Τοιχοποιίας σε Καμπτικά Φορτία Επίλογος Συμβατικά Δομικά Υλικά 4

5 Ευρετήριο Πινάκων Πίνακας 1: Μέγιστη Ελάχιστη Τάση & Θέση Εμφάνισης για Φορτίο Θλίψης Υπερκείμενων Δομικών Στοιχείων Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας, επί Δομικού Στοιχείου Βάσης Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας, ανά Κατηγορία Δομικού Υλικού Πίνακας 2: Μέγιστη Ελάχιστη & Θέση Εμφάνισης για Φορτίο Θλίψης Υπερκείμενων Δομικών Στοιχείων Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας, επί Δομικού Στοιχείου Βάσης Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας, ανά Κατηγορία Δομικού Υλικού Πίνακας 3: Μέγιστη Ελάχιστη Τάση & Θέση Εμφάνισης για Φορτίο Θλίψης Υπερκείμενων Δομικών Στοιχείων Φέρουσας Εσωτερικής Τοιχοποιίας & Διερχομένων Σταθερών Αντικειμένων, επί Γωνιακού Πλακιδίου Εσωτερικών Χώρων, ανά Κατηγορία Δομικού Υλικού Πίνακας 4: Μέγιστη Ελάχιστη & Θέση Εμφάνισης για Φορτίο Θλίψης Υπερκείμενων Δομικών Στοιχείων Φέρουσας Εσωτερικής Τοιχοποιίας & Διερχομένων Σταθερών Αντικειμένων, επί Γωνιακού Πλακιδίου Εσωτερικών Χώρων, ανά Κατηγορία Δομικού Υλικού Πίνακας 5: Μέγιστη Ελάχιστη Τάση & Θέση Εμφάνισης για Φορτίο Θλίψης Υπερκείμενων Δομικών Στοιχείων Φέρουσας Εσωτερικής Τοιχοποιίας, επί Δομικού Στοιχείου Βάσης Φέρουσας Εσωτερικής Τοιχοποιίας Μονωτικού Panel, ανά Κατηγορία Δομικού Υλικού Πίνακας 6: Μέγιστη Ελάχιστη & Θέση Εμφάνισης για Φορτίο Θλίψης Υπερκείμενων Δομικών Στοιχείων Φέρουσας Εσωτερικής Τοιχοποιίας, επί Δομικού Στοιχείου Βάσης Φέρουσας Εσωτερικής Τοιχοποιίας Μονωτικού Panel, ανά Κατηγορία Δομικού Υλικού Πίνακας 7: Μέγιστη Ελάχιστη Τάση & Θέση Εμφάνισης για Φορτίο Κάμψης Υπερκείμενων Δομικών Στοιχείων Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας, επί Γωνιακού Πλακιδίου Εσωτερικών Χώρων, ανά Κατηγορία Δομικού Υλικού Πίνακας 8: Μέγιστη Ελάχιστη & Θέση Εμφάνισης για Φορτίο Κάμψης Υπερκείμενων Δομικών Στοιχείων Φέρουσας Εσωτερικής Τοιχοποιίας, επί Γωνιακού Πλακιδίου Εσωτερικών Χώρων, ανά Κατηγορία Δομικού Υλικού Πίνακας 9: Μέγιστη Ελάχιστη Τάση & Θέση Εμφάνισης για Φορτίο Κάμψης Όμορου Δομικού Στοιχείου Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας, επί Δοκού Υποστήριξης Στατικότητας Στοιχείων Εξωτερικής Τοιχοποιίας, ανά Κατηγορία Δομικού Υλικού Πίνακας 10: Μέγιστη Ελάχιστη & Θέση Εμφάνισης για Φορτίο Κάμψης Όμορου Δομικού Στοιχείου Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας, επί Δοκού Υποστήριξης Στατικότητας Στοιχείων Εξωτερικής Τοιχοποιίας, ανά Κατηγορία Δομικού Υλικού Συμβατικά Δομικά Υλικά 5

6 Ευρετήριο Εικόνων Εικόνα 1: Άνωθεν & Εκ Δεξιών Προοπτική Απεικόνιση Πρότυπης Κτιριακής Εφαρμογής Πλευρά Ανοιγμάτων Εικόνα 2: Άνωθεν & Εξ Αριστερών Προοπτική Απεικόνιση Πρότυπης Κτιριακής Εφαρμογής Πλευρά Ανοιγμάτων Εικόνα 3: Άνωθεν & Εκ Δεξιών Προοπτική Απεικόνιση Πρότυπης Κτιριακής Εφαρμογής Οπίσθια Πλευρά Εικόνα 4: Πρόοψη Είσοδος Πρότυπης Κτιριακής Εφαρμογής Εικόνα 5: Προοπτική Απεικόνιση Εσωτερικών Χώρων Πρότυπης Κτιριακής Εφαρμογής Εικόνα 6: Προοπτική Απεικόνιση Εσωτερικών Χώρων Πρότυπης Κτιριακής Εφαρμογής Λεπτομέρεια Εικόνα 7: Διαστασιολογημένο Σχέδιο Πρότυπης Κτιριακής Εφαρμογής Εικόνα 8: Επιφάνειες Επιβολής Φορτίου Θλίψης Υπερκείμενων Δομικών Στοιχείων Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας & Διάταξης Επιστέγασης Εικόνα 9: Κατανομή Τάσεων Φορτίου Θλίψης Υπερκείμενων Δομικών Στοιχείων Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας & Διάταξης Επιστέγασης Εικόνα 10: Κατανομή Παραμορφώσεων Φορτίου Θλίψης Υπερκείμενων Δομικών Στοιχείων Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας Εικόνα 11: Απεικόνιση Πρότυπου Δομικού Στοιχείου Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας σε Συνθήκες Μέγιστης Θλιπτικής ς Εικόνα 12: Έλεγχος Επάρκειας Δομικού Στοιχείου Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας για το Προβλεπόμενο Θλιπτικό Φορτίο Εικόνα 13: Περιοχή Αστοχίας Θραύσης Δομικού Στοιχείου Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας για Θλιπτικό Φορτίο Αστοχίας Εικόνα 14: Επιφάνειες Επιβολής Φορτίου Θλίψης Υπερκείμενων Δομικών Στοιχείων Φέρουσας Εσωτερικής Τοιχοποιίας Μονωτικών Panels & Διερχομένων Σταθερών Αντικειμένων Εικόνα 15: Κατανομή Τάσεων Φορτίου Θλίψης Υπερκείμενων Δομικών Στοιχείων Φέρουσας Εσωτερικής Τοιχοποιίας Μονωτικών Panels & Διερχομένων Σταθερών Αντικειμένων Εικόνα 16: Κατανομή Παραμορφώσεων Φορτίου Θλίψης Υπερκείμενων Δομικών Στοιχείων Φέρουσας Εσωτερικής Τοιχοποιίας Μονωτικών Panels & Διερχομένων Σταθερών Αντικειμένων Εικόνα 17: Απεικόνιση Γωνιακού Πλακιδίου Δαπέδου Εσωτερικών Χώρων σε Συνθήκες Μέγιστης Θλιπτικής ς Εικόνα 18: Έλεγχος Επάρκειας Γωνιακού Πλακιδίου Δαπέδου Εσωτερικών Χώρων για το Προβλεπόμενο Θλιπτικό Φορτίο Εικόνα 19: Περιοχή Αστοχίας Θραύσης Γωνιακού Πλακιδίου Δαπέδου Εσωτερικών Χώρων για Θλιπτικό Φορτίο Αστοχίας Εικόνα 20: Επιφάνειες Επιβολής Φορτίου Θλίψης Υπερκείμενων Δομικών Στοιχείων Φέρουσας Εσωτερικής Τοιχοποιίας Μονωτικών Panels Συμβατικά Δομικά Υλικά 6

7 Εικόνα 21: Κατανομή Τάσεων Φορτίου Θλίψης Υπερκείμενων Δομικών Στοιχείων Φέρουσας Εσωτερικής Τοιχοποιίας Μονωτικών Panels Εικόνα 22: Κατανομή Παραμορφώσεων Φορτίου Θλίψης Υπερκείμενων Δομικών Στοιχείων Φέρουσας Εσωτερικής Τοιχοποιίας Μονωτικών Panels Εικόνα 23: Απεικόνιση Δομικού Στοιχείου Φέρουσας Εσωτερικής Τοιχοποιίας Μονωτικού Panel σε Συνθήκες Μέγιστης Θλιπτικής ς Εικόνα 24: Έλεγχος Επάρκειας Δομικού Στοιχείου Φέρουσας Εσωτερικής Τοιχοποιίας Μονωτικού Panel για το Προβλεπόμενο Θλιπτικό Φορτίο Εικόνα 25: Περιοχή Αστοχίας Θραύσης Δομικού Στοιχείου Φέρουσας Εσωτερικής Τοιχοποιίας Μονωτικού Panel για Θλιπτικό Φορτίο Αστοχίας Εικόνα 26: Επιφάνειες Επιβολής Φορτίου Κάμψης Υπερκείμενων Δομικών Στοιχείων Φέρουσας Εσωτερικής Τοιχοποιίας Μονωτικών Panels Εικόνα 27: Κατανομή Τάσεων Φορτίου Κάμψης Υπερκείμενων Δομικών Στοιχείων Φέρουσας Εσωτερικής Τοιχοποιίας Μονωτικών Panels Εικόνα 28: Κατανομή Παραμορφώσεων Φορτίου Κάμψης Υπερκείμενων Δομικών Στοιχείων Φέρουσας Εσωτερικής Τοιχοποιίας Μονωτικών Panels Εικόνα 29: Απεικόνιση Γωνιακού Πλακιδίου Δαπέδου Εσωτερικών Χώρων σε Συνθήκες Μέγιστης Καμπτικής ς Εικόνα 30: Έλεγχος Επάρκειας Γωνιακού Πλακιδίου Δαπέδου Εσωτερικών Χώρων για το Προβλεπόμενο Καμπτικό Φορτίο Εικόνα 31: Περιοχή Αστοχίας Θραύσης Γωνιακού Πλακιδίου Δαπέδου Εσωτερικών Χώρων για Καμπτικό Φορτίο Αστοχίας Εικόνα 32: Επιφάνειες Επιβολής Φορτίου Κάμψης Όμορου Δομικού Στοιχείου Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας Εικόνα 33: Κατανομή Τάσεων Φορτίου Κάμψης Όμορου Δομικού Στοιχείου Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας Εικόνα 34: Κατανομή Παραμορφώσεων Φορτίου Κάμψης Όμορου Δομικού Στοιχείου Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας Εικόνα 35: Απεικόνιση Δοκού Υποστήριξης Δομικών Στοιχείων Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας σε Συνθήκες Μέγιστης Καμπτικής ς Εικόνα 36: Έλεγχος Επάρκειας Δοκού Υποστήριξης Δομικών Στοιχείων Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας για το Προβλεπόμενο Καμπτικό Φορτίο Εικόνα 37: Περιοχή Αστοχίας Θραύσης Δοκού Υποστήριξης Δομικών Στοιχείων Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας για Καμπτικό Φορτίο Αστοχίας Συμβατικά Δομικά Υλικά 7

8 Εισαγωγή Η διαδικασία σχεδιασμού πρότυπων δομικών στοιχείων, στο πλαίσιο προσδιορισμού των προτεινόμενων χρήσεων για υλικά που συντίθενται από υπόλειμμα επεξεργασίας αστικών στερεών αποβλήτων, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι, υπό προϋποθέσεις, η ανάπτυξη δομικών στοιχείων είναι εφικτή και αφορά σε τέσσερις (4) προτεινόμενες χρήσεις οι οποίες περιλαμβάνουν εφαρμογή πρότυπων δομικών στοιχείων: Εξωτερικής φέρουσας τοιχοποιίας, Υποστηρικτικών δοκών, Πλακιδίων δαπέδου και Εσωτερικής φέρουσας τοιχοποιίας μονωτικών panels. Τα ανωτέρω πρότυπα δομικά στοιχεία, αποτελούμενα εξολοκλήρου από στερεοποιημένο μίγμα κολλητικής ουσίας (εποξειδική κόλλα δύο συστατικών βινυλικής βάσης PVA και σκληρυντή ρητίνης) κα θρυμματισμένο υπόλειμμα χειροδιαλογής εξευγενισμού compost, σχεδιάστηκαν με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορούν να συνδέονται μεταξύ τους με σκοπό την ανάπτυξη πρότυπης κτιριακής κατασκευής. Με τον τρόπο αυτό, προτείνεται μια εναλλακτική χρήση μιας κατηγορίας αποβλήτων όπου, στην παρούσα φάση, το κλάσμα που προκύπτει από την επεξεργασία αστικών στερεών αποβλήτων είτε μέσω μηχανικής επεξεργασίας (στην προκειμένη περίπτωση, μέσω συνδυασμού μηχανικού διαχωρισμού και χειροδιαλογής στο ΚΔΑΥ της ECORAP AE), είτε μέσω αερόβιας βιολογικής επεξεργασίας (στην προκειμένη περίπτωση, μέσω κομποστοποίησης στην αντίστοιχη μονάδα της ΡΑΠ ΕΡ Αναπτυξιακή ΑΤΕΒΕ), μπορεί να ανακτηθεί ως δυνητικό δομικό υλικό. Στην παρούσα φάση, τόσο στην Ελλάδα, όσο και στις πλέον αναπτυγμένες χώρες της ΕΕ, το υπόλειμμα από την επεξεργασία των αστικών στερεών αποβλήτων, οδηγείται είτε προς τελική διάθεση (υγειονομική ταφή), είτε, σε ορισμένες περιπτώσεις, προς αξιοποίηση με ανάκτηση ενέργειας, δηλαδή, αποτεφρώνεται σε μονάδες τσιμεντοβιομηχανίας ή/και σε εγκαταστάσεις καύσεις απορριμμάτων. Δεδομένης της πυραμίδας ιεράρχησης των δράσεων εναλλακτικής διαχείρισης των αποβλήτων, οι εν λόγω υφιστάμενες προοπτικές διαχείρισης του υπολείμματος αποτελούν τις λιγότερο επιθυμητές επιλογές. Στο πλαίσιο αυτό, μέσω του παρόντος ερευνητικού έργου, προτείνεται η αξιοποίηση του υπολείμματος με ένα τρόπο που συνιστά ανακύκλωση υπό την έννοια ότι, υλικά στόχοι όπως χαρτί, γυαλί, πλαστικό και λοιπά αδρανή υλικά, τα οποία δε δύναται να ανακτηθούν μέσω των υφιστάμενων πρακτικών διαχωρισμού ως ανακυκλώσιμα υλικά στόχοι, υφίστανται κατάλληλη επεξεργασία (θρυμματισμός και ανάμιξη σε κολλητική ουσία συνεκτικό υλικό) και μορφοποιούνται με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορούν να αξιοποιηθούν σε δομικές κατασκευές ελαφρού τύπου. Η σχετική μελέτη και οι πειραματικές μετρήσεις που προηγήθηκαν του σχεδιασμού πρότυπων δομικών στοιχείων, απέδειξαν ότι, το εν λόγω υλικό μπορεί να αξιοποιηθεί δεδομένου ότι, εμφανίζει αντοχές σε μηχανικές, θερμικές και περιβαλλοντικές καταπονήσεις ικανές να τεκμηριώσουν το σχεδιασμό και σε επόμενο στάδιο, την ανάπτυξη πρότυπων δομικών στοιχείων από εναλλακτικά δομικά υλικά. Συμβατικά Δομικά Υλικά 8

9 Πρότυπη Κτιριακή Εφαρμογή Η πρότυπη κτιριακή εφαρμογή αφορά σε οικίσκο όπου, το σύνολο των δομικών του μερών, πλην της στέγης και των ανοιγμάτων (θύρα και παράθυρο), αποτελούνται από τα πρότυπα δομικά στοιχεία που σχεδιάστηκαν στο πλαίσιο του Παραδοτέου Π.3.1: Προτεινόμενες Χρήσεις Ανακυκλώσιμων Υλικών Στόχων & Υπολείμματος ως Δομικών Υλικών. Αναλυτικότερα, η πρότυπη κτιριακή εφαρμογή θα έχει: Εξωτερική φέρουσα τοιχοποιία από πρότυπο δομικό στοιχείο που συνιστά στερεοποιημένο μίγμα θρυμματισμένου υπολείμματος εξευγενισμού compost και εποξειδικής κόλλας δύο συστατικών (βινυλικής βάσης PVA και σκληρυντή ρητίνης) ως συνεκτικό υλικό. Δοκούς υποστήριξης της στατικότητας της εξωτερικής φέρουσας τοιχοποιίας από στερεοποιημένο μίγμα θρυμματισμένου υπολείμματος εξευγενισμού compost και εποξειδικής κόλλας δύο συστατικών (βινυλικής βάσης PVA και σκληρυντή ρητίνης) ως συνεκτικό υλικό. Δάπεδο που θα καλύπτεται εξολοκλήρου από πλακίδια με συνθετικό υλικό στερεοποιημένο μίγμα θρυμματισμένου υπολείμματος χειροδιαλογής και εποξειδικής κόλλας δύο συστατικών (βινυλικής βάσης PVA και σκληρυντή ρητίνης) ως συνεκτικό υλικό. Εσωτερική φέρουσα τοιχοποιίας από στερεοποιημένο μίγμα θρυμματισμένου υπολείμματος χειροδιαλογής και εποξειδικής κόλλας δύο συστατικών (βινυλικής βάσης PVA και σκληρυντή ρητίνης) ως συνεκτικό υλικό, η οποία θα αποτελεί και τη μόνωση του κτιρίου. Για τη στέγη οροφή της πρότυπης κτιριακής εφαρμογής, δεν προβλέπεται χρήση πρότυπων δομικών στοιχείων, δεδομένου ότι, κάθε οροφή υπόκειται σε σημαντικά εφελκυστικά και καμπτικά φορτία, καθώς επίσης και σε φορτία λυγισμού οπότε, βάσει των δοκιμών μηχανικής αντοχής, οι δύο κατηγορίες πρότυπου υλικού εμφανίζουν σχετικά χαμηλές επιδόσεις στις σχετικές καταπονήσεις. Αναλυτικότερα, η πρότυπη κτιριακή εφαρμογή αφορά σε οικίσκο ορθογωνικού σχήματος με περιμετρική τοιχοποιία μήκους 4.420mm, πλάτους 2.380mm και ύψους 2.000mm. το πάχος της εξωτερικής τοιχοποιίας θα είναι ίσο με το πάχος του αντίστοιχου δομικού στοιχείου (170mm), ενώ εσωτερικά, θα φέρει μονωτικά panels τα οποία θα αποτελούν και την εσωτερική φέρουσα τοιχοποιία. Το δάπεδο, διαστάσεων μήκους 4.080mm και πλάτους 1.940mm, συνολικής επιφάνειας περίπου 8m2, θα καλύπτεται εξολοκλήρου από πλακίδια δαπέδου. Ο συνολικός όγκος της πρότυπης κτιριακής εφαρμογής θα είναι περίπου 21m3 και θα αποτελείται συνολικά από: 400 πρότυπα δομικά στοιχεία εξωτερικής φέρουσας τοιχοποιίας, 284 δοκούς υποστήριξης στατικότητας για τα δομικά στοιχεία εξωτερικής φέρουσας τοιχοποιίας, 32 πλακίδια δαπέδου εσωτερικών χώρων για πλήρη κάλυψη της εσωτερικής επιφάνειας έδρασης της τοιχοποιίας και 45 πρότυπα δομικά στοιχεία εσωτερικής φέρουσας τοιχοποιίας μονωτικά panels για κάλυψη της εσωτερικής επιφάνειας της τοιχοποιίας (πλην των ανοιγμάτων θύρας και παραθύρου). Ακολούθως, παρατίθενται προοπτικές απεικονίσεις και διαστασιολογημένο σχέδιο της πρότυπης κτιριακής εφαρμογής όπου εξαιρούνται τα στοιχεία ανοιγμάτων (θύρα και παράθυρο) και η επιστέγαση. Συμβατικά Δομικά Υλικά 9

10 Εικόνα 1: Άνωθεν & Εκ Δεξιών Προοπτική Απεικόνιση Πρότυπης Κτιριακής Εφαρμογής Πλευρά Ανοιγμάτων Εικόνα 2: Άνωθεν & Εξ Αριστερών Προοπτική Απεικόνιση Πρότυπης Κτιριακής Εφαρμογής Πλευρά Ανοιγμάτων Συμβατικά Δομικά Υλικά 10

11 Εικόνα 3: Άνωθεν & Εκ Δεξιών Προοπτική Απεικόνιση Πρότυπης Κτιριακής Εφαρμογής Οπίσθια Πλευρά Εικόνα 4: Πρόοψη Είσοδος Πρότυπης Κτιριακής Εφαρμογής Συμβατικά Δομικά Υλικά 11

12 Εικόνα 5: Προοπτική Απεικόνιση Εσωτερικών Χώρων Πρότυπης Κτιριακής Εφαρμογής Εικόνα 6: Προοπτική Απεικόνιση Εσωτερικών Χώρων Πρότυπης Κτιριακής Εφαρμογής Λεπτομέρεια Συμβατικά Δομικά Υλικά 12

13 Εικόνα 7: Διαστασιολογημένο Σχέδιο Πρότυπης Κτιριακής Εφαρμογής Συμβατικά Δομικά Υλικά 13

14 Προσομοίωση Συμπεριφοράς Πρότυπων Δομικών Στοιχείων σε Θλιπτικά Φορτία Στο πλαίσιο του Παραδοτέου Π.3.1: Προτεινόμενες Χρήσεις Ανακυκλώσιμων Υλικών Στόχων & Υπολείμματος ως Δομικών Υλικών, πραγματοποιήθηκε σχεδιασμός τεσσάρων τύπων πρότυπων δομικών στοιχείων και συγκεκριμένα: Στοιχείου εξωτερικής φέρουσας τοιχοποιίας, με συνθετικό υλικό θρυμματισμένο υπόλειμμα εξευγενισμού compost και εποξειδική κόλλα δύο συστατικών (βινυλικής βάσης PVA και σκληρυντή ρητίνης), Δοκού υποστήριξης στατικότητας εξωτερικής φέρουσας τοιχοποιίας, με συνθετικό υλικό θρυμματισμένο υπόλειμμα εξευγενισμού compost και εποξειδική κόλλα δύο συστατικών (βινυλικής βάσης PVA και σκληρυντή ρητίνης), Πλακιδίου δαπέδου με συνθετικό υλικό θρυμματισμένο υπόλειμμα χειροδιαλογής και εποξειδική κόλλα δύο συστατικών (βινυλικής βάσης PVA και σκληρυντή ρητίνης) και Στοιχείου εσωτερικής φέρουσας τοιχοποιίας μονωτικού panel, με συνθετικό υλικό θρυμματισμένο υπόλειμμα χειροδιαλογής και εποξειδική κόλλα δύο συστατικών (βινυλικής βάσης PVA και σκληρυντή ρητίνης). Προκειμένου να διαπιστωθεί η ορθότητα του σχεδιασμού, θα γίνει προσομοίωση της συμπεριφοράς των ανωτέρω πρότυπων δομικών στοιχείων, ως προς τα θλιπτικά φορτία που αναμένεται να τους υποβληθούν κατά τη χρήση αυτών στην πρότυπη κτιριακή εφαρμογή που αναφέρθηκε ανωτέρω. Η σχετική προσομοίωση θα γίνει με χρήση του λογισμικού COSMOSXpress. Οι εν λόγω φορτίσεις αφορούν σε στατικά θλιπτικά φορτία τα οποία αναμένεται να αναπτυχθούν κατά την εφαρμογή κάθε ενός εκ των εν λόγω στοιχείων, ως τμήματα της πρότυπης κτιριακής εφαρμογής. Πρότυπο Δομικό Στοιχείο Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας Το πρότυπο δομικό στοιχείο φέρουσας εξωτερικής τοιχοποιίας, σε συνθήκες στατικής φόρτισης θα υποβληθεί σε φορτία τόσο από τα υπερκείμενα δομικά στοιχεία, όσο και από τη διάταξη της επιστέγασης της πρότυπης κτιριακής εφαρμογής. Τα εν λόγω φορτία μεταφράζονται σε φορτία θλίψης της άνω ελεύθερης επιφάνειας του πρότυπου δομικού στοιχείου φέρουσας εξωτερικής τοιχοποιίας. Κατά τη διαδικασία φόρτισης, η κάτω ελεύθερη επιφάνεια του πρότυπου δομικού στοιχείου, θεωρείται πακτωμένη. Κατά το σχετικό υπολογισμό, ελέγχεται η αντοχή σε θλίψη του κατώτερου δομικού στοιχείου φέρουσας εξωτερικής τοιχοποιίας, καθώς είναι αυτό που υφίσταται τη μεγαλύτερη φόρτιση. Ως προς την πρότυπη κτιριακή κατασκευή, λαμβάνεται ύψος εξωτερικής τοιχοποιίας ίσο με 1.920mm (1,92m), το οποίο ισοδυναμεί με 12 επάλληλες στρώσεις δομικών στοιχείων εξωτερικής τοιχοποιίας (ύψος πρότυπου δομικού στοιχείου 160mm). Για τον υπολογισμό του φορτίου της επιστέγασης, θεωρείται στέγη από κεραμίδια με δομικό δικτύωμα από ξυλεία πεύκης. Το βάρος ανά μονάδα επιφάνειας για τον εν λόγω τύπο επιστέγασης εκτιμάται σε 36kgr/m2. Εκτιμώντας ότι, η συνολική επιφάνεια επιστέγασης θα είναι περί τα 15m2 (μήκος 5m, Συμβατικά Δομικά Υλικά 14

15 πλάτος 3m), η στέγη θα έχει βάρος 540kgr, το φορτίο του οποίου ισοκατανέμεται στην ανώτερη σειρά των δομικών στοιχείων εξωτερικής τοιχοποιίας. Ως εκ τούτου, για αριθμό δομικών στοιχείων ανώτερης σειράς περιμετρικής τοιχοποιίας ίσο με 32, η επιφάνεια φόρτισης θα είναι mm2 (1,85m2). Μίγμα Υπολείμματος Εξευγενισμού Compost & Κολλητικής Ουσίας Προκειμένου για εφαρμογή φορτίσεων με συνθετικό υλικό του δομικού στοιχείου στερεοποιημένο μίγμα θρυμματισμένου υπολείμματος εξευγενισμού compost και εποξειδική κόλλα δύο συστατικών (βινυλικής βάσης PVA και σκληρυντή ρητίνης), για τον υπολογισμό των φορτίσεων, ανά πρότυπο δομικό στοιχείο κατώτερης σειράς, λαμβάνονται υπόψη τα ακόλουθα δεδομένα: Επιφάνεια φόρτισης: mm2 (0,0578m2) Φορτίο δύναμης 1Nt ισοδυναμεί με 9,81kgr Μάζα πρότυπου δομικού στοιχείου φέρουσας εξωτερικής τοιχοποιίας: ,29gr (10,231kgr) Μάζα υπερκείμενων (11 στοιχεία) πρότυπων δομικών στοιχείων: 112,53kgr Φορτίο δύναμης λόγω υπερκείμενων δομικών στοιχείων (πλην επιστέγασης): 11,471Nt Φορτίο δύναμης λόγω επιστέγασης: 55,046Nt Ολικό φορτίο πίεσης στην άνω ελεύθερη επιφάνεια: 1.150,81Nt/m2. Ως εκ τούτου, η αρχική φόρτιση προβλέπει επιβαλλόμενο θλιπτικό φορτίο 1.200Nt/m2 (0,0012MPa). Κατά την εξαγωγή των αποτελεσμάτων, ο συντελεστής ασφαλείας για το πρότυπο δομικό στοιχείο και για επιβαλλόμενη πίεση επιφανείας ίση με 1.200Nt/m2, είναι Factor of Safety FOS = 1.614,46Nt/m2, επομένως το πρότυπο δομικό στοιχείο επαρκεί ως προς το φορτίο που του ασκούν τα υπερκείμενα δομικά στοιχεία εξωτερικής φέρουσας τοιχοποιίας και η διάταξη επιστέγασης. Ακολούθως απεικονίζονται κατά σειρά τα ακόλουθα: Επιφάνειες επιβολής θλιπτικού φορτίου. Περιοχή εμφάνισης μέγιστων τάσεων όπου, με κόκκινο χρώμα εμφανίζονται οι περιοχές όπου αναπτύσσονται οι μέγιστες τάσεις παραμόρφωσης, ενώ με μπλε χρώμα εμφανίζονται οι αντίστοιχες περιοχές όπου εμφανίζονται οι ελάχιστες τάσεις παραμόρφωσης. Περιοχή εμφάνισης μέγιστων παραμορφώσεων όπου, με κόκκινο χρώμα εμφανίζονται οι περιοχές όπου αναπτύσσονται οι μέγιστες παραμορφώσεις, ενώ με μπλε χρώμα εμφανίζονται οι αντίστοιχες περιοχές όπου εμφανίζονται οι ελάχιστες παραμορφώσεις. Σχήμα πρότυπου δομικού στοιχείου εξωτερικής τοιχοποιίας κατά τη μέγιστη παραμόρφωση. Έλεγχος επάρκειας αντοχής πρότυπου δομικού στοιχείου όπου: o Με μπλε χρώμα εμφανίζονται οι περιοχές όπου το στοιχείο επαρκεί έναντι της φόρτισης. o Με πράσινο χρώμα εμφανίζονται οι περιοχές όπου το στοιχείο ενδέχεται να αστοχήσει και ως εκ τούτου, απαιτείται ανασχεδιασμός. o Με κόκκινο χρώμα εμφανίζονται οι περιοχές αστοχίας του στοιχείου και ως εκ τούτου, απαιτείται ανασχεδιασμός. Συμβατικά Δομικά Υλικά 15

16 Εικόνα 8: Επιφάνειες Επιβολής Φορτίου Θλίψης Υπερκείμενων Δομικών Στοιχείων Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας & Διάταξης Επιστέγασης Εικόνα 9: Κατανομή Τάσεων Φορτίου Θλίψης Υπερκείμενων Δομικών Στοιχείων Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας & Διάταξης Επιστέγασης Συμβατικά Δομικά Υλικά 16

17 Εικόνα 10: Κατανομή Παραμορφώσεων Φορτίου Θλίψης Υπερκείμενων Δομικών Στοιχείων Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας Εικόνα 11: Απεικόνιση Πρότυπου Δομικού Στοιχείου Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας σε Συνθήκες Μέγιστης Θλιπτικής ς Συμβατικά Δομικά Υλικά 17

18 Εικόνα 12: Έλεγχος Επάρκειας Δομικού Στοιχείου Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας για το Προβλεπόμενο Θλιπτικό Φορτίο Εικόνα 13: Περιοχή Αστοχίας Θραύσης Δομικού Στοιχείου Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας για Θλιπτικό Φορτίο Αστοχίας Συμβατικά Δομικά Υλικά 18

19 Στη συνέχεια, πραγματοποιούνται οι ίδιες συνθήκες φόρτισης σε συμβατικά δομικά υλικά, προκειμένου να μελετηθεί η συμπεριφορά τους ως δομικά στοιχεία αντίστοιχων διαστάσεων και σχήματος με αυτό του πρότυπου δομικού στοιχείου φέρουσας εξωτερικής τοιχοποιίας. Συγκεκριμένα, προσομοιώνεται η συμπεριφορά έναντι θλιπτικών φορτίων για τα ακόλουθα συμβατικά δομικά υλικά: Άοπλο σκυρόδεμα Portland τύπου C16/20 που αποτελεί τον πλέον κοινό τύπο σκυροδέματος για σχετικές κτιριακές εφαρμογές. Δομική κεραμοποιία και συγκεκριμένα, στοιχείο από κεραμικό τούβλο φέρουσας τοιχοποιίας, που αποτελεί τον πλέον κοινό τύπο χρήσης κεραμικών σε δομικές εφαρμογές. Δομική ξυλεία και συγκεκριμένα, ξυλεία πεύκης, που αποτελεί την πλέον διαδεδομένη μορφή ξυλείας για κατασκευή κτιριακών δομικών στοιχείων. Δομικό χάλυβα που αποτελεί το βασικό στοιχείο των σιδηροκατασκευών κτιριακών εφαρμογών. Άοπλο Σκυρόδεμα Portland Τύπου C16/20 Προκειμένου για εφαρμογή φορτίσεων με συνθετικό υλικό του δομικού στοιχείου το άοπλο σκυρόδεμα Portland τύπου C16/20, τα αντίστοιχα δεδομένα αφορούν στις ακόλουθες παραμέτρους: Επιφάνεια φόρτισης: mm2 (0,0578m2) Φορτίο δύναμης 1Nt ισοδυναμεί με 9,81kgr Μάζα πρότυπου δομικού στοιχείου φέρουσας εξωτερικής τοιχοποιίας: ,36gr (17,539kgr) Μάζα υπερκείμενων (11 στοιχεία) πρότυπων δομικών στοιχείων: 192,93kgr Φορτίο δύναμης λόγω υπερκείμενων δομικών στοιχείων (πλην επιστέγασης): 19,667Nt Φορτίο δύναμης λόγω επιστέγασης: 55,046Nt Ολικό φορτίο πίεσης στην άνω ελεύθερη επιφάνεια: 1.292,60Nt/m2. Ως εκ τούτου, η αρχική φόρτιση προβλέπει επιβαλλόμενο θλιπτικό φορτίο 1.300Nt/m2 (0,0013MPa). Προκειμένου για άοπλο σκυρόδεμα Portland τύπου C16/20, ως ιδιότητες του εν λόγω υλικού λήφθηκαν υπόψη τα ακόλουθα (κοινά για το σύνολο των φορτίσεων, ανά υλικό): Μέτρο ελαστικότητας (Young s modulus): MPa, Λόγος Poisson: 0,20, Μέτρο διάτμησης (shear modulus): MPa, Πυκνότητα: 2,4kgr/lt, Συντελεστής γραμμικής θερμικής διαστολής: 10μm/(m*oC), Συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας: 2W/(m*oC), Συντελεστής ειδικής θερμοχωρητικότητας: J/(kgr*oC), Εφελκυστική τάση θραύσης: 5MPa, Εφελκυστική τάση διαρροής: 4,80MPa. Κατά την εξαγωγή των αποτελεσμάτων, ο συντελεστής ασφαλείας για το πρότυπο δομικό στοιχείο, με συνθετικό υλικό άοπλο σκυρόδεμα Portland τύπου C16/20 και για επιβαλλόμενη πίεση επιφανείας ίση με 1.300Nt/m2, είναι Factor of Safety FOS = 709,88Nt/m2, επομένως το πρότυπο δομικό στοιχείο Συμβατικά Δομικά Υλικά 19

20 δεν επαρκεί ως προς το φορτίο που του ασκούν τα υπερκείμενα δομικά στοιχεία εξωτερικής φέρουσας τοιχοποιίας. Δομική Κεραμοποιία Προκειμένου για εφαρμογή φορτίσεων με συνθετικό υλικό του δομικού στοιχείου τη δομική κεραμοποιία (υλικό ίδιο με αυτό των συμβατικών κεραμικών τούβλων), τα αντίστοιχα δεδομένα αφορούν στις ακόλουθες παραμέτρους: Επιφάνεια φόρτισης: mm2 (0,0578m2) Φορτίο δύναμης 1Nt ισοδυναμεί με 9,81kgr Μάζα πρότυπου δομικού στοιχείου φέρουσας εξωτερικής τοιχοποιίας: ,85gr (27,040kgr) Μάζα υπερκείμενων (11 στοιχεία) πρότυπων δομικών στοιχείων: 297,44kgr Φορτίο δύναμης λόγω υπερκείμενων δομικών στοιχείων (πλην επιστέγασης): 30,320Nt Φορτίο δύναμης λόγω επιστέγασης: 55,046Nt Ολικό φορτίο πίεσης στην άνω ελεύθερη επιφάνεια: 1.476,92Nt/m2. Ως εκ τούτου, η αρχική φόρτιση προβλέπει επιβαλλόμενο θλιπτικό φορτίο 1.500Nt/m2 (0,0015MPa). Προκειμένου για δομική κεραμοποιία, ως ιδιότητες του εν λόγω υλικού λήφθηκαν υπόψη τα ακόλουθα (κοινά για το σύνολο των φορτίσεων, ανά υλικό): Μέτρο ελαστικότητας (Young s modulus): MPa, Λόγος Poisson: 0,27, Μέτρο διάτμησης (shear modulus): MPa, Πυκνότητα: 3,7kgr/lt, Συντελεστής γραμμικής θερμικής διαστολής: 8,4μm/(m*oC), Συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας: 35W/(m*oC), Συντελεστής ειδικής θερμοχωρητικότητας: 878J/(kgr*oC), Εφελκυστική τάση θραύσης: 180MPa, Εφελκυστική τάση διαρροής: 150MPa. Κατά την εξαγωγή των αποτελεσμάτων, ο συντελεστής ασφαλείας για το πρότυπο δομικό στοιχείο, με συνθετικό υλικό άοπλο σκυρόδεμα Portland τύπου C16/20 και για επιβαλλόμενη πίεση επιφανείας ίση με 1.500Nt/m2, είναι Factor of Safety FOS = ,60Nt/m2, επομένως το πρότυπο δομικό στοιχείο επαρκεί ως προς το φορτίο που του ασκούν τα υπερκείμενα δομικά στοιχεία εξωτερικής φέρουσας τοιχοποιίας. Δομική Ξυλεία Πεύκης Προκειμένου για εφαρμογή φορτίσεων με συνθετικό υλικό του δομικού στοιχείου τη δομική ξυλεία πεύκης, τα αντίστοιχα δεδομένα αφορούν στις ακόλουθες παραμέτρους: Επιφάνεια φόρτισης: mm2 (0,0578m2) Φορτίο δύναμης 1Nt ισοδυναμεί με 9,81kgr Μάζα πρότυπου δομικού στοιχείου φέρουσας εξωτερικής τοιχοποιίας: 4.384,84gr (4,385kgr) Συμβατικά Δομικά Υλικά 20

21 Μάζα υπερκείμενων (11 στοιχεία) πρότυπων δομικών στοιχείων: 48,24kgr Φορτίο δύναμης λόγω υπερκείμενων δομικών στοιχείων (πλην επιστέγασης): 4,917Nt Φορτίο δύναμης λόγω επιστέγασης: 55,046Nt Ολικό φορτίο πίεσης στην άνω ελεύθερη επιφάνεια: 1.037,42Nt/m2. Ως εκ τούτου, η αρχική φόρτιση προβλέπει επιβαλλόμενο θλιπτικό φορτίο 1.100Nt/m2 (0,0011MPa). Προκειμένου για δομική ξυλεία πεύκης, ως ιδιότητες του εν λόγω υλικού λήφθηκαν υπόψη τα ακόλουθα (κοινά για το σύνολο των φορτίσεων, ανά υλικό): Μέτρο ελαστικότητας (Young s modulus): MPa, Λόγος Poisson: 0,34, Μέτρο διάτμησης (shear modulus): 5.000MPa, Πυκνότητα: 0,6kgr/lt, Συντελεστής γραμμικής θερμικής διαστολής: 7μm/(m*oC), Συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας: 0,16W/(m*oC), Συντελεστής ειδικής θερμοχωρητικότητας: 2.510J/(kgr*oC), Εφελκυστική τάση θραύσης: 40MPa, Εφελκυστική τάση διαρροής: 35MPa. Κατά την εξαγωγή των αποτελεσμάτων, ο συντελεστής ασφαλείας για το πρότυπο δομικό στοιχείο, με συνθετικό υλικό άοπλο σκυρόδεμα Portland τύπου C16/20 και για επιβαλλόμενη πίεση επιφανείας ίση με 1.100Nt/m2, είναι Factor of Safety FOS = 6.327,19Nt/m2, επομένως το πρότυπο δομικό στοιχείο επαρκεί ως προς το φορτίο που του ασκούν τα υπερκείμενα δομικά στοιχεία εξωτερικής φέρουσας τοιχοποιίας. Δομικός Χάλυβας Κατασκευών Προκειμένου για εφαρμογή φορτίσεων με συνθετικό υλικό του δομικού στοιχείου το δομικό χάλυβα κατασκευών (alloy steel), τα αντίστοιχα δεδομένα αφορούν στις ακόλουθες παραμέτρους: Επιφάνεια φόρτισης: mm2 (0,0578m2) Φορτίο δύναμης 1Nt ισοδυναμεί με 9,81kgr Μάζα πρότυπου δομικού στοιχείου φέρουσας εξωτερικής τοιχοποιίας: ,11gr (56,272kgr) Μάζα υπερκείμενων (11 στοιχεία) πρότυπων δομικών στοιχείων: 618,99kgr Φορτίο δύναμης λόγω υπερκείμενων δομικών στοιχείων (πλην επιστέγασης): 63,098Nt Φορτίο δύναμης λόγω επιστέγασης: 55,046Nt Ολικό φορτίο πίεσης στην άνω ελεύθερη επιφάνεια: 2.044,01Nt/m2. Ως εκ τούτου, η αρχική φόρτιση προβλέπει επιβαλλόμενο θλιπτικό φορτίο 2.100Nt/m2 (0,0021MPa). Προκειμένου για δομικό χάλυβα κατασκευών (alloy steel), ως ιδιότητες του εν λόγω υλικού λήφθηκαν υπόψη τα ακόλουθα (κοινά για το σύνολο των φορτίσεων, ανά υλικό): Μέτρο ελαστικότητας (Young s modulus): MPa, Λόγος Poisson: 0,28, Μέτρο διάτμησης (shear modulus): MPa, Συμβατικά Δομικά Υλικά 21

22 Πυκνότητα: 7,7kgr/lt, Συντελεστής γραμμικής θερμικής διαστολής: 12μm/(m*oC), Συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας: 50W/(m*oC), Συντελεστής ειδικής θερμοχωρητικότητας: 460J/(kgr*oC), Εφελκυστική τάση θραύσης: 724MPa, Εφελκυστική τάση διαρροής: 620MPa. Κατά την εξαγωγή των αποτελεσμάτων, ο συντελεστής ασφαλείας για το πρότυπο δομικό στοιχείο, με συνθετικό υλικό άοπλο σκυρόδεμα Portland τύπου C16/20 και για επιβαλλόμενη πίεση επιφανείας ίση με 2.100Nt/m2, είναι Factor of Safety FOS = ,60Nt/m2, επομένως το πρότυπο δομικό στοιχείο επαρκεί ως προς το φορτίο που του ασκούν τα υπερκείμενα δομικά στοιχεία εξωτερικής φέρουσας τοιχοποιίας. Συγκριτικοί Πίνακες Αποτελεσμάτων Προσομοίωσης Στους Πίνακες που ακολουθούν, παρατίθενται οι μέγιστες και ελάχιστες τιμές και οι αντίστοιχες θέσεις εμφάνισης για τις εφαρμοζόμενες τάσεις και παραμορφώσεις. Υπενθυμίζεται ότι, εκτός από το πρότυπο δομικό υλικό και υπό το πρίσμα σύγκρισης αυτού με τα συμβατικά δομικά υλικά, τα σχετικά αποτελέσματα επεκτείνονται και σε: Άοπλο σκυρόδεμα Portland τύπου C16/20 που αποτελεί τον πλέον κοινό τύπο σκυροδέματος για σχετικές κτιριακές εφαρμογές. Δομική κεραμοποιία και συγκεκριμένα, στοιχείο από κεραμικό τούβλο φέρουσας τοιχοποιίας, που αποτελεί τον πλέον κοινό τύπο χρήσης κεραμικών σε δομικές εφαρμογές. Δομική ξυλεία και συγκεκριμένα, ξυλεία πεύκης, που αποτελεί την πλέον διαδεδομένη μορφή ξυλείας για κατασκευή κτιριακών δομικών στοιχείων. Δομικό χάλυβα που αποτελεί το βασικό στοιχείο των σιδηροκατασκευών κτιριακών εφαρμογών. Συμβατικά Δομικά Υλικά 22

23 Πίνακας 1: Μέγιστη Ελάχιστη Τάση & Θέση Εμφάνισης για Φορτίο Θλίψης Υπερκείμενων Δομικών Στοιχείων Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας, επί Δομικού Στοιχείου Βάσης Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας, ανά Κατηγορία Δομικού Υλικού Κατηγορία Δομικού Υλικού Συντελεστής Σημείο Εμφάνισης ως προς Εξωτερικό Σύστημα Αριθμητική Ασφαλείας Τύπος Αναφοράς (x,y,z) = (0,0,0) Τιμή Factor of Safety Φόρτισης Άξονας Χ Άξονας Υ Άξονας Ζ (σε Nt/m2) (σε Nt/m2) (σε mm) (σε mm) (σε mm) Στερεοποιημένο Μίγμα Θρυμματισμένου Μέγιστη Τάση 6.107,31 103,89 80,00-45,00 Υπολείμματος Εξευγενισμού Compost & Εποξειδικής Κόλλας Δύο Συστατικών 1.614,46 (βινυλική βάση PVA & σκληρυντής ρητίνης) Ελάχιστη Τάση 33,89 189,04 0,00-85,07 Άοπλο Σκυρόδεμα Portland Τύπου Μέγιστη Τάση 6.761,74 103,89 80,00-45,00 709,87 C16/20 Ελάχιστη Τάση 25,48 158,29 25,04-79,07 Δομική Κεραμοποιία ,60 Μέγιστη Τάση 7.652,06 103,89 80,00-45,00 Ελάχιστη Τάση 47,24 189,04 0,00-85,07 Δομική Ξυλεία από Πεύκη 6.327,19 Μέγιστη Τάση 5.531,68 103,89 80,00-45,00 Ελάχιστη Τάση 11,15 179,49 0,00-85,02 Δομικός Χάλυβας Alloy Steel ,60 Μέγιστη Τάση ,08 103,89 80,00-45,00 Ελάχιστη Τάση 59,31 189,04 0,00-85,07 Συμβατικά Δομικά Υλικά 23

24 Πίνακας 2: Μέγιστη Ελάχιστη & Θέση Εμφάνισης για Φορτίο Θλίψης Υπερκείμενων Δομικών Στοιχείων Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας, επί Δομικού Στοιχείου Βάσης Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας, ανά Κατηγορία Δομικού Υλικού Σημείο Εμφάνισης ως προς Εξωτερικό Σύστημα Αριθμητική Μάζα Τύπος Αναφοράς (x,y,z) = (0,0,0) Κατηγορία Δομικού Υλικού Τιμή (σε kgr) Φόρτισης Άξονας Χ Άξονας Υ Άξονας Ζ (σε mm) (σε mm) (σε mm) (σε mm) Στερεοποιημένο Μίγμα Θρυμματισμένου Μέγιστη Υπολείμματος Εξευγενισμού Compost & 7,82*10^(-5) 289,64 190,00-65,00 Εποξειδικής Κόλλας Δύο Συστατικών 10,231 Ελάχιστη (βινυλική βάση PVA & σκληρυντής ρητίνης) 0,00 220,36 0,00-65,00 Μέγιστη Άοπλο Σκυρόδεμα Portland Τύπου C16/20 17,539 2,12*10^(-5) 289,64 190,00-65,00 Ελάχιστη 0,00 220,36 0,00-65,00 Δομική Κεραμοποιία 27,040 Μέγιστη 1,51*10^(-5) 289,64 190,00-65,00 Ελάχιστη 0,00 220,36 0,00-65,00 Δομική Ξυλεία από Πεύκη 4,385 Μέγιστη 2,91*10^(-5) 289,64 190,00-65,00 Ελάχιστη 0,00 220,36 0,00-65,00 Συμβατικά Δομικά Υλικά 24

25 Μάζα Κατηγορία Δομικού Υλικού (σε kgr) Δομικός Χάλυβας Alloy Steel 56,272 Τύπος Φόρτισης Μέγιστη Ελάχιστη Σημείο Εμφάνισης ως προς Εξωτερικό Σύστημα Αριθμητική Αναφοράς (x,y,z) = (0,0,0) Τιμή Άξονας Χ Άξονας Υ Άξονας Ζ (σε mm) (σε mm) (σε mm) (σε mm) 4,03*10^(-6) 289,64 190,00-65,00 0,00 220,36 0,00-65,00 Συμβατικά Δομικά Υλικά 25

26 Συμπεράσματα Συμπεριφοράς Πρότυπου Δομικού Στοιχείου Φέρουσας Εξωτερικής Τοιχοποιίας σε Θλιπτικά Φορτία Το πρότυπο δομικό στοιχείο φέρουσας εξωτερικής τοιχοποιίας, ως προς τη συμπεριφορά του έναντι των εφαρμοζόμενων θλιπτικών φορτίων, ως συνθετικό τμήμα πρότυπης κτιριακής εφαρμογής, επαρκεί σύμφωνα με το σχεδιασμό που έγινε στο πλαίσιο του Παραδοτέου Π.3.1: Προτεινόμενες Χρήσεις Ανακυκλώσιμων Υλικών Στόχων & Υπολείμματος ως Δομικών Υλικών για το σύνολο των εξεταζόμενων υλικών πλην του άοπλου σκυροδέματος Portland τύπου C16/20, όπου, για τα επιβαλλόμενα φορτία επέρχεται αστοχία θραύση του στοιχείου. Ως προς τις επιδόσεις του δομικού στοιχείου με συνθετικό υλικό στερεοποιημένο μίγμα θρυμματισμένου υπολείμματος εξευγενισμού compost και εποξειδικής κόλλας δύο συστατικών (βινυλικής βάσης PVA και σκληρυντή ρητίνης), συγκριτικά με τα υπόλοιπα συμβατικά δομικά υλικά, διαπιστώνεται ότι: Ο συντελεστής ασφαλείας FOS, μολονότι είναι μεγαλύτερος του επιβαλλόμενου θλιπτικού φορτίου, εντούτοις, υστερεί έναντι των άλλων δομικών υλικών, πλην του άοπλου σκυροδέματος Portland τύπου C16/20. Ως προς τις μέγιστες εφαρμοζόμενες τάσεις, αυτές είναι ανάλογες με τις αντίστοιχες των υλικών δομικής κεραμοποιίας και άοπλου σκυροδέματος Portland τύπου C16/20. Ως προς τις μέγιστες εφαρμοζόμενες παραμορφώσεις, εμφανίζει τη μεγαλύτερη παραμόρφωση από τα υπόλοιπα συμβατικά δομικά υλικά, στοιχείο αναμενόμενο λόγω της ολκιμότητας που οφείλεται στην κολλητική ουσία. Για δεδομένο σχεδιασμό πρότυπου δομικού στοιχείου φέρουσας εξωτερικής τοιχοποιίας, οι βέλτιστες επιδόσεις, σε συνδυασμό με τη μάζα κάθε υλικού, επιτυγχάνονται από τη δομική ξυλεία πεύκης. Η περιοχή θραύσης του δομικού στοιχείου παρουσιάζεται στην εγκάρσια διαμπερής οπή συναρμογής της δοκού υποστήριξης. Το πρότυπο δομικό στοιχείο φέρουσας εξωτερικής τοιχοποιίας από μίγμα υπολείμματος εξευγενισμού compost και κολλητικής ουσίας, ως προς τις επιδόσεις του μεταξύ των υπόλοιπων συμβατικών υλικών, υπολείπεται των άλλων δομικών υλικών και υπερτερεί έναντι του άοπλου σκυροδέματος Portland τύπου C16/20. Συμβατικά Δομικά Υλικά 26

27 Πλακίδιο Δαπέδου Εσωτερικών Χώρων Το πρότυπο δομικό στοιχείο που αφορά σε πλακίδιο δαπέδου εσωτερικών χώρων, σε συνθήκες δυναμικής στατικής φόρτισης θα υποβληθεί σε φορτία τόσο από τα δομικά στοιχεία με τα οποία συνδέεται (δομικά στοιχεία φέρουσας εσωτερικής τοιχοποιίας), όσο και από φορτία λόγω βάρους διερχομένων σταθερών αντικειμένων που θα τοποθετηθούν ή θα διακινούνται στο εσωτερικό της πρότυπης κτιριακής εφαρμογής. Τα εν λόγω φορτία μεταφράζονται σε φορτία θλίψης της άνω ελεύθερης επιφάνειας του πρότυπου δομικού στοιχείου πλακιδίου εσωτερικών χώρων. Κατά τη διαδικασία φόρτισης, η κάτω ελεύθερη επιφάνεια του πλακιδίου δαπέδου, θεωρείται πακτωμένη. Κατά το σχετικό υπολογισμό, ελέγχεται η αντοχή σε θλίψη ενός πλακιδίου δαπέδου. Αντιστοίχως, τα αποτελέσματα της προσομοίωσης θα είναι ανάλογα για το σύνολο των πλακιδίων δαπέδου της πρότυπης κτιριακής εφαρμογής (συνολικά 32 πλακίδια δαπέδου εσωτερικών χώρων για πλήρη κάλυψη της εσωτερικής επιφάνειας έδρασης της τοιχοποιίας). Κατά τη σχετική προσομοίωση, θα εξεταστεί γωνιακό πλακίδιο που βρίσκεται περιμετρικά της τοιχοποιίας καθώς αυτό αναμένεται να υποστεί τις μεγαλύτερες φορτίσεις καθώς εκτός από τα φορτία διερχομένων στατικών αντικειμένων υφίσταται και θλιπτικά φορτία από τα διασυνδεδεμένα και υπερκείμενα στοιχεία εσωτερικής τοιχοποιίας μονωτικά panels. Ως προς τα φορτία λόγω των συνδεδεμένων στοιχείων φέρουσας εσωτερικής τοιχοποιίας μονωτικών panels, αυτά συνδέονται με τα περιμετρικά πλακίδια δαπέδου. Κάθε γωνιακό περιμετρικό πλακίδιο δαπέδου δέχεται στατικό φορτίο από έξι (3) συνολικά στοιχεία μονωτικών panels. Το φορτίο εφαρμόζεται στο ακραίο τμήμα του πλακιδίου, επί της τεθλασμένης οδόντωσης συναρμογής με αυτά. Με δεδομένο ότι, η μάζα ανά στοιχείο φέρουσας εσωτερικής τοιχοποιίας μονωτικό panel είναι περί τα 28,329kgr, η μάζα των έξι υπερκείμενων στοιχείων θα είναι 169,974kgr. Κατά το σχετικό υπολογισμό, δε λαμβάνονται υπόψη οι στηρίξεις κάθε μονωτικού panel επί των στοιχείων εξωτερικής τοιχοποιίας μέσω των κυλινδρικών προεξοχών. Για τον υπολογισμό του φορτίου που αφορά σε διερχόμενους σταθερά αντικείμενα, θα είναι κατά πολύ μεγαλύτερο από το μέσο βάρος ενός διερχόμενου και θα περιλαμβάνει και στατικά φορτία σταθερών αντικειμένων. Στο πλαίσιο αυτό, θεωρείται σταθερό φορτίο επί των πλακιδίων με μέγιστη τιμή φόρτισης 500kgr/m2. Μίγμα Υπολείμματος Χειροδιαλογής & Κολλητικής Ουσίας Προκειμένου για εφαρμογή φορτίσεων με συνθετικό υλικό του δομικού στοιχείου στερεοποιημένο μίγμα θρυμματισμένου υπολείμματος χειροδιαλογής και εποξειδικής κόλλας δύο συστατικών (βινυλικής βάσης PVA και σκληρυντή ρητίνης), για τον υπολογισμό των φορτίσεων, ανά γωνιακό περιμετρικό πλακίδιο εσωτερικών χώρων, λαμβάνονται υπόψη τα ακόλουθα δεδομένα: Επιφάνεια φόρτισης: mm2 (0,2601m2). Η επιφάνεια αυτή αφορά στην άνω ελεύθερη επιφάνεια κάθε πλακιδίου δαπέδου (διεπιφάνεια επαφής με διερχόμενους σταθερά αντικείμενα). Φορτίο δύναμης 1Nt ισοδυναμεί με 9,81kgr Συμβατικά Δομικά Υλικά 27

28 Μάζα πρότυπου δομικού στοιχείου φέρουσας εσωτερικής τοιχοποιίας: ,71gr (28,329kgr) Μάζα υπερκείμενων (6 στοιχεία) πρότυπων δομικών στοιχείων φέρουσας εσωτερικής τοιχοποιίας: 169,974kgr Φορτίο δύναμης λόγω υπερκείμενων δομικών στοιχείων (φέρουσας εσωτερικής τοιχοποιίας): 17,326Nt Φορτίο δύναμης λόγω διερχόμενων σταθερών αντικειμένων εντός της πρότυπης κτιριακής εφαρμογής: 50,968Nt Ολικό φορτίο πίεσης στην άνω ελεύθερη επιφάνεια του πλακιδίου: 262,571Nt/m2. Ως εκ τούτου, η αρχική φόρτιση προβλέπει επιβαλλόμενο θλιπτικό φορτίο 300Nt/m2 (0,0003MPa). Κατά την εξαγωγή των αποτελεσμάτων, ο συντελεστής ασφαλείας για το πρότυπο δομικό στοιχείο και για επιβαλλόμενη πίεση επιφανείας ίση με 300Nt/m2, είναι Factor of Safety FOS = ,10Nt/m2, επομένως το πρότυπο δομικό στοιχείο επαρκεί ως προς το φορτίο που του ασκούν τα υπερκείμενα δομικά στοιχεία εσωτερικής φέρουσας τοιχοποιίας μονωτικών panels και τα φορτία διερχομένων σταθερών αντικειμένων. Ακολούθως απεικονίζονται κατά σειρά τα ακόλουθα: Επιφάνειες επιβολής θλιπτικού φορτίου. Περιοχή εμφάνισης μέγιστων τάσεων όπου, με κόκκινο χρώμα εμφανίζονται οι περιοχές όπου αναπτύσσονται οι μέγιστες τάσεις παραμόρφωσης, ενώ με μπλε χρώμα εμφανίζονται οι αντίστοιχες περιοχές όπου εμφανίζονται οι ελάχιστες τάσεις παραμόρφωσης. Περιοχή εμφάνισης μέγιστων παραμορφώσεων όπου, με κόκκινο χρώμα εμφανίζονται οι περιοχές όπου αναπτύσσονται οι μέγιστες παραμορφώσεις, ενώ με μπλε χρώμα εμφανίζονται οι αντίστοιχες περιοχές όπου εμφανίζονται οι ελάχιστες παραμορφώσεις. Σχήμα πρότυπου δομικού στοιχείου γωνιακού πλακιδίου εσωτερικών χώρων κατά τη μέγιστη παραμόρφωση. Έλεγχος επάρκειας αντοχής γωνιακού πλακιδίου εσωτερικών χώρων όπου: o Με μπλε χρώμα εμφανίζονται οι περιοχές όπου το στοιχείο επαρκεί έναντι της φόρτισης. o Με πράσινο χρώμα εμφανίζονται οι περιοχές όπου το στοιχείο ενδέχεται να αστοχήσει και ως εκ τούτου, απαιτείται ανασχεδιασμός. o Με κόκκινο χρώμα εμφανίζονται οι περιοχές αστοχίας του στοιχείου και ως εκ τούτου, απαιτείται ανασχεδιασμός. Συμβατικά Δομικά Υλικά 28

29 Εικόνα 14: Επιφάνειες Επιβολής Φορτίου Θλίψης Υπερκείμενων Δομικών Στοιχείων Φέρουσας Εσωτερικής Τοιχοποιίας Μονωτικών Panels & Διερχομένων Σταθερών Αντικειμένων Εικόνα 15: Κατανομή Τάσεων Φορτίου Θλίψης Υπερκείμενων Δομικών Στοιχείων Φέρουσας Εσωτερικής Τοιχοποιίας Μονωτικών Panels & Διερχομένων Σταθερών Αντικειμένων Συμβατικά Δομικά Υλικά 29

30 Εικόνα 16: Κατανομή Παραμορφώσεων Φορτίου Θλίψης Υπερκείμενων Δομικών Στοιχείων Φέρουσας Εσωτερικής Τοιχοποιίας Μονωτικών Panels & Διερχομένων Σταθερών Αντικειμένων Εικόνα 17: Απεικόνιση Γωνιακού Πλακιδίου Δαπέδου Εσωτερικών Χώρων σε Συνθήκες Μέγιστης Θλιπτικής ς Συμβατικά Δομικά Υλικά 30

31 Εικόνα 18: Έλεγχος Επάρκειας Γωνιακού Πλακιδίου Δαπέδου Εσωτερικών Χώρων για το Προβλεπόμενο Θλιπτικό Φορτίο Εικόνα 19: Περιοχή Αστοχίας Θραύσης Γωνιακού Πλακιδίου Δαπέδου Εσωτερικών Χώρων για Θλιπτικό Φορτίο Αστοχίας Συμβατικά Δομικά Υλικά 31

32 Στη συνέχεια, πραγματοποιούνται οι ίδιες συνθήκες φόρτισης σε συμβατικά δομικά υλικά, προκειμένου να μελετηθεί η συμπεριφορά τους ως δομικά στοιχεία αντίστοιχων διαστάσεων και σχήματος με αυτό του πρότυπου γωνιακού πλακιδίου δαπέδου εσωτερικών χώρων. Συγκεκριμένα, προσομοιώνεται η συμπεριφορά έναντι θλιπτικών φορτίων για τα ακόλουθα συμβατικά δομικά υλικά: Άοπλο σκυρόδεμα Portland τύπου C16/20 που αποτελεί τον πλέον κοινό τύπο σκυροδέματος για σχετικές κτιριακές εφαρμογές. Δομική κεραμοποιία και συγκεκριμένα, στοιχείο από κεραμικό τούβλο φέρουσας τοιχοποιίας, που αποτελεί τον πλέον κοινό τύπο χρήσης κεραμικών σε δομικές εφαρμογές. Δομική ξυλεία και συγκεκριμένα, ξυλεία πεύκης, που αποτελεί την πλέον διαδεδομένη μορφή ξυλείας για κατασκευή κτιριακών δομικών στοιχείων. Δομικό χάλυβα που αποτελεί το βασικό στοιχείο των σιδηροκατασκευών κτιριακών εφαρμογών. Άοπλο Σκυρόδεμα Portland Τύπου C16/20 Προκειμένου για εφαρμογή φορτίσεων με συνθετικό υλικό του πλακιδίου δαπέδου το άοπλο σκυρόδεμα Portland τύπου C16/20, τα αντίστοιχα δεδομένα αφορούν στις ακόλουθες παραμέτρους: Επιφάνεια φόρτισης: mm2 (0,2601m2). Η επιφάνεια αυτή αφορά στην άνω ελεύθερη επιφάνεια κάθε πλακιδίου δαπέδου (διεπιφάνεια επαφής με διερχόμενους σταθερά αντικείμενα). Φορτίο δύναμης 1Nt ισοδυναμεί με 9,81kgr Μάζα πρότυπου δομικού στοιχείου φέρουσας εσωτερικής τοιχοποιίας: ,42gr (56,657kgr) Μάζα υπερκείμενων (6 στοιχεία) πρότυπων δομικών στοιχείων φέρουσας εσωτερικής τοιχοποιίας: 339,942kgr Φορτίο δύναμης λόγω υπερκείμενων δομικών στοιχείων (φέρουσας εσωτερικής τοιχοποιίας): 34,653Nt Φορτίο δύναμης λόγω διερχόμενων σταθερών αντικειμένων εντός της πρότυπης κτιριακής εφαρμογής: 50,968Nt Ολικό φορτίο πίεσης στην άνω ελεύθερη επιφάνεια του πλακιδίου: 329,183Nt/m2. Ως εκ τούτου, η αρχική φόρτιση προβλέπει επιβαλλόμενο θλιπτικό φορτίο 400Nt/m2 (0,0004MPa). Κατά την εξαγωγή των αποτελεσμάτων, ο συντελεστής ασφαλείας για το πρότυπο δομικό στοιχείο, με συνθετικό υλικό άοπλο σκυρόδεμα Portland τύπου C16/20 και για επιβαλλόμενη πίεση επιφανείας ίση με 400Nt/m2, είναι Factor of Safety FOS = ,00Nt/m2, επομένως το πρότυπο δομικό στοιχείο επαρκεί ως προς το φορτίο που του ασκούν τα υπερκείμενα δομικά στοιχεία εσωτερικής φέρουσας τοιχοποιίας μονωτικών panels και τα φορτία διερχομένων σταθερών αντικειμένων. Δομική Κεραμοποιία Προκειμένου για εφαρμογή φορτίσεων με συνθετικό υλικό του πλακιδίου δαπέδου τη δομική κεραμοποιία (υλικό ίδιο με αυτό των συμβατικών κεραμικών τούβλων), τα αντίστοιχα δεδομένα αφορούν στις ακόλουθες παραμέτρους: Συμβατικά Δομικά Υλικά 32

33 Επιφάνεια φόρτισης: mm2 (0,2601m2). Η επιφάνεια αυτή αφορά στην άνω ελεύθερη επιφάνεια κάθε πλακιδίου δαπέδου (διεπιφάνεια επαφής με διερχόμενους σταθερά αντικείμενα). Φορτίο δύναμης 1Nt ισοδυναμεί με 9,81kgr Μάζα πρότυπου δομικού στοιχείου φέρουσας εσωτερικής τοιχοποιίας: ,85gr (87,347kgr) Μάζα υπερκείμενων (6 στοιχεία) πρότυπων δομικών στοιχείων φέρουσας εσωτερικής τοιχοποιίας: 524,082kgr Φορτίο δύναμης λόγω υπερκείμενων δομικών στοιχείων (φέρουσας εσωτερικής τοιχοποιίας): 53,423Nt Φορτίο δύναμης λόγω διερχόμενων σταθερών αντικειμένων εντός της πρότυπης κτιριακής εφαρμογής: 50,968Nt Ολικό φορτίο πίεσης στην άνω ελεύθερη επιφάνεια του πλακιδίου: 401,350Nt/m2. Ως εκ τούτου, η αρχική φόρτιση προβλέπει επιβαλλόμενο θλιπτικό φορτίο 500Nt/m2 (0,0005MPa). Κατά την εξαγωγή των αποτελεσμάτων, ο συντελεστής ασφαλείας για το πρότυπο δομικό στοιχείο, με συνθετικό υλικό άοπλο σκυρόδεμα Portland τύπου C16/20 και για επιβαλλόμενη πίεση επιφανείας ίση με 500Nt/m2, είναι Factor of Safety FOS = ,00Nt/m2, επομένως το πρότυπο δομικό στοιχείο επαρκεί ως προς το φορτίο που του ασκούν τα υπερκείμενα δομικά στοιχεία εσωτερικής φέρουσας τοιχοποιίας μονωτικών panels και τα φορτία διερχομένων σταθερών αντικειμένων. Δομική Ξυλεία Πεύκης Προκειμένου για εφαρμογή φορτίσεων με συνθετικό υλικό του πλακιδίου δαπέδου τη δομική ξυλεία πεύκης, τα αντίστοιχα δεδομένα αφορούν στις ακόλουθες παραμέτρους: Επιφάνεια φόρτισης: mm2 (0,2601m2). Η επιφάνεια αυτή αφορά στην άνω ελεύθερη επιφάνεια κάθε πλακιδίου δαπέδου (διεπιφάνεια επαφής με διερχόμενους σταθερά αντικείμενα). Φορτίο δύναμης 1Nt ισοδυναμεί με 9,81kgr Μάζα πρότυπου δομικού στοιχείου φέρουσας εσωτερικής τοιχοποιίας: ,35gr (14,164kgr) Μάζα υπερκείμενων (6 στοιχεία) πρότυπων δομικών στοιχείων φέρουσας εσωτερικής τοιχοποιίας: 84,984kgr Φορτίο δύναμης λόγω υπερκείμενων δομικών στοιχείων (φέρουσας εσωτερικής τοιχοποιίας): 8,663Nt Φορτίο δύναμης λόγω διερχόμενων σταθερών αντικειμένων εντός της πρότυπης κτιριακής εφαρμογής: 50,968Nt Ολικό φορτίο πίεσης στην άνω ελεύθερη επιφάνεια του πλακιδίου: 229,262Nt/m2. Ως εκ τούτου, η αρχική φόρτιση προβλέπει επιβαλλόμενο θλιπτικό φορτίο 300Nt/m2 (0,0003MPa). Κατά την εξαγωγή των αποτελεσμάτων, ο συντελεστής ασφαλείας για το πρότυπο δομικό στοιχείο, με συνθετικό υλικό άοπλο σκυρόδεμα Portland τύπου C16/20 και για επιβαλλόμενη πίεση επιφανείας ίση με 300Nt/m2, είναι Factor of Safety FOS = ,70Nt/m2, επομένως το πρότυπο δομικό στοιχείο Συμβατικά Δομικά Υλικά 33

34 επαρκεί ως προς το φορτίο που του ασκούν τα υπερκείμενα δομικά στοιχεία εσωτερικής φέρουσας τοιχοποιίας μονωτικών panels και τα φορτία διερχομένων σταθερών αντικειμένων. Δομικός Χάλυβας Κατασκευών Προκειμένου για εφαρμογή φορτίσεων με συνθετικό υλικό του πλακιδίου το δομικό χάλυβα κατασκευών (alloy steel), τα αντίστοιχα δεδομένα αφορούν στις ακόλουθες παραμέτρους: Επιφάνεια φόρτισης: mm2 (0,2601m2). Η επιφάνεια αυτή αφορά στην άνω ελεύθερη επιφάνεια κάθε πλακιδίου δαπέδου (διεπιφάνεια επαφής με διερχόμενους σταθερά αντικείμενα). Φορτίο δύναμης 1Nt ισοδυναμεί με 9,81kgr Μάζα πρότυπου δομικού στοιχείου φέρουσας εσωτερικής τοιχοποιίας: ,87gr (181,776kgr) Μάζα υπερκείμενων (6 στοιχεία) πρότυπων δομικών στοιχείων φέρουσας εσωτερικής τοιχοποιίας: 1.090,656kgr Φορτίο δύναμης λόγω υπερκείμενων δομικών στοιχείων (φέρουσας εσωτερικής τοιχοποιίας): 111,178Nt Φορτίο δύναμης λόγω διερχόμενων σταθερών αντικειμένων εντός της πρότυπης κτιριακής εφαρμογής: 50,968Nt Ολικό φορτίο πίεσης στην άνω ελεύθερη επιφάνεια του πλακιδίου: 623,399Nt/m2. Ως εκ τούτου, η αρχική φόρτιση προβλέπει επιβαλλόμενο θλιπτικό φορτίο 700Nt/m2 (0,0007MPa). Κατά την εξαγωγή των αποτελεσμάτων, ο συντελεστής ασφαλείας για το πρότυπο δομικό στοιχείο, με συνθετικό υλικό άοπλο σκυρόδεμα Portland τύπου C16/20 και για επιβαλλόμενη πίεση επιφανείας ίση με 700Nt/m2, είναι Factor of Safety FOS = ,00Nt/m2, επομένως το πρότυπο δομικό στοιχείο επαρκεί ως προς το φορτίο που του ασκούν τα υπερκείμενα δομικά στοιχεία εσωτερικής φέρουσας τοιχοποιίας μονωτικών panels και τα φορτία διερχομένων σταθερών αντικειμένων. Συγκριτικοί Πίνακες Αποτελεσμάτων Προσομοίωσης Στους Πίνακες που ακολουθούν, παρατίθενται οι μέγιστες και ελάχιστες τιμές και οι αντίστοιχες θέσεις εμφάνισης για τις εφαρμοζόμενες τάσεις και παραμορφώσεις. Υπενθυμίζεται ότι, εκτός από το πρότυπο δομικό υλικό και υπό το πρίσμα σύγκρισης αυτού με τα συμβατικά δομικά υλικά, τα σχετικά αποτελέσματα επεκτείνονται και σε: Άοπλο σκυρόδεμα Portland τύπου C16/20 που αποτελεί τον πλέον κοινό τύπο σκυροδέματος για σχετικές κτιριακές εφαρμογές. Δομική κεραμοποιία και συγκεκριμένα, στοιχείο από κεραμικό τούβλο φέρουσας τοιχοποιίας, που αποτελεί τον πλέον κοινό τύπο χρήσης κεραμικών σε δομικές εφαρμογές. Δομική ξυλεία και συγκεκριμένα, ξυλεία πεύκης, που αποτελεί την πλέον διαδεδομένη μορφή ξυλείας για κατασκευή κτιριακών δομικών στοιχείων. Δομικό χάλυβα που αποτελεί το βασικό στοιχείο των σιδηροκατασκευών κτιριακών εφαρμογών. Συμβατικά Δομικά Υλικά 34