Σύμμεικτη συμπεριφορά χάλυβα σκυροδέματος σε μέλη και κόμβους θαλασσίων κατασκευών και στη σύζευξη πασσάλων και jacket (8.1.9)

Transcript

1 Επιχειρησιακό Πρόγραμμα Εκπαίδευση και ια Βίου Μάθηση Πρόγραμμα ια Βίου Μάθησης ΑΕΙ για την Επικαιροποίηση Γνώσεων Αποφοίτων ΑΕΙ: Σύγχρονες Εξελίξεις στις Θαλάσσιες Κατασκευές Α.Π.Θ. Πολυτεχνείο Κρήτης Σύμμεικτη συμπεριφορά χάλυβα σκυροδέματος σε μέλη και κόμβους θαλασσίων κατασκευών και στη σύζευξη πασσάλων και jacket (8.1.9) ημοσθένης Αγγελίδης Καθηγητής Θαλασσίων Έργων, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Α.Π.Θ.

2 Εισαγωγή Η εμφάνιση του σκυροδέματος υπό την μορφή ενέματος στις συνήθεις θαλάσσιες κατασκευές καλύπτεται και κατηγοριοποιείται μέσω των ισχυουσών κανονιστικών διατάξεων ως εξής: Ενεματομένα κυλινδρικά μέλη (Grouted tubular members) Ενισχυμένοι με ένεμα κόμβοι (cord) στους οποίους συμβάλουν κυλινδρικά μέλη (Grouted Tubular Joints) ιαμόρφωση σύνδεσης μέσω ενέματος για την σύζευξη πασσάλων και jacket (Grouted pile to structure connections double skin)

3 Grouted Tubular Members (1) ΓΕΝΙΚΑ [1] ISO 19902:2007 Στις εξισώσεις που παρατίθενται στη συνέχεια, δεν λαμβάνονται υπόψη τόσο η επίδραση της εξωτερικής υδροστατικής πίεσης όσο και η ύπαρξη ρωγμών στο ένεμα σκυροδέματος. Στα μοντέλα αντοχής αναγνωρίζεται ότι η πλήρωση με ένεμα στα μέλη αναστέλλει την ανάπτυξη τοπικού λυγισμού σε άθικτα σωληνοειδή μέλη καθώς και την επέκταση των βαθουλωμάτων σε ήδη χτυπημένα μέλη. Γενικώς, θεωρείται ότι τα πλήρως γεμάτα με ένεμα μέλη μπορούν να αντιμετωπίσουν το φαινόμενο του λυγισμού (column buckling) αλλά όχι πλήρως και τον τοπικό λυγισμό (local buckling). Επομένως, σε περιπτώσεις όπου ο τοπικός λυγισμός είναι σημαντικός (π.χ. μεγάλο λόγο D/t), το αντιπροσωπευτικό όριο διαρροής του χάλυβα fy μπορεί να αντικατασταθεί από το αντίστοιχο αντιπροσωπευτικό όριο διαρροής σε τοπικό λυγισμό, fyc.

4 Grouted Tubular Members (2) ΓΕΝΙΚΑ [2] ISO 19902:2007 Το αντιπροσωπευτικό όριο διαρροής τοπικού λυγισμού, fyc, είναι:

5 Grouted Tubular Members (3) ΓΕΝΙΚΑ [3] ISO 19902:2007 f y f xe το αντιπροσωπευτικό όριο διαρροής, σε μονάδες τάσης το αντιπροσωπευτικό όριο διαρροής σε ελαστικό τοπικό λυγισμό, σε μονάδες τάσης C x συντελεστής κρίσιμου ελαστικού λυγισμού 0,60 : για θεωρητικά τέλειο σωληνοειδές μέλος, 0,30 : για ύπαρξη αρχικών γεωμετρικών ατελειών εντός των ορίων Ε D t μέτρο ελαστικότητας (μέτρο Young) εξωτερική διάμετρος μέλους πάχος τοιχώματος μέλους

6 Grouted Tubular Members (4) ΑΞΟΝΙΚΟΣ ΕΦΕΛΚΥΣΜΟΣ [1] ISO 19902:2007 Πλήρως γεμάτα με ένεμα μέλη τα οποία υποβάλλονται σε εφελκυστικές αξονικές δυνάμεις θα πρέπει να ικανοποιούν την ακόλουθη συνθήκη: σ t,g f t γ R,t,g η αξονική εφελκυστική τάση στο μεταλλικό κομμάτι του σωληνοειδούς μέλους εξαιτίας των εξωτερικών φορτίων (συμπεριλαμβάνοντας συντελεστές ασφαλείας), αγνοώντας πλήρως την διατομή του ενέματος το αντιπροσωπευτικό όριο διαρροής σε αξονικό εφελκυσμό του μετάλλου, σε μονάδες τάσης, f t =f y μερικός συντελεστής ασφαλείας για την αντίσταση του ενεματωμένου μέλους σε αξονικό εφελκυσμό, γ R,t,g =1,05

7 Grouted Tubular Members (5) ΑΞΟΝΙΚΟΣ ΕΦΕΛΚΥΣΜΟΣ [2] ISO 19902:2007 Όπου μπορεί να αποδειχθεί ότι η τοποθέτηση του ενέματος έχει καλύψει πλήρως την διατομή του μέλους, ητιμήτουf t μπορεί να ληφθεί ως 1,12 f y Το ποσοστό εξάντλησης ενός ενεματωμένου μέλους, U m,g αξονικό εφελκυσμό θα υπολογίζεται όπως ακολούθως:, υποβαλλόμενο σε

8 Grouted Tubular Members (6) ΑΞΟΝΙΚΗ ΘΛΙΨΗ [1] ISO 19902:2007 Πλήρως γεμάτα με ένεμα μέλη τα οποία υποβάλλονται σε θλιπτικές αξονικές δυνάμεις θα πρέπει να ικανοποιούν την ακόλουθη συνθήκη: σ c,g f c,g γ R,c,g η αξονική θλιπτική τάση στο γεμάτο με ένεμα μέλος εξαιτίας των εξωτερικών φορτίων (συμπεριλαμβάνοντας συντελεστές ασφαλείας), που δρα στη τροποποιημένη επιφάνεια Α tr, σ c,g =P/A tr το αντιπροσωπευτικό όριο διαρροής σε αξονική θλίψη της σύμμικτης διατομής, σε μονάδες τάσης μερικός συντελεστής ασφαλείας για την αντίσταση του ενεματωμένου μέλους σε αξονική θλίψη, γ R,c,g =1,18

9 Grouted Tubular Members (7) ΑΞΟΝΙΚΗ ΘΛΙΨΗ [2] ISO 19902:2007 P Α tr η αξονική θλιπτική δύναμη στο γεμάτο με ένεμα μέλος εξαιτίας των εξωτερικών φορτίων (συμπεριλαμβάνοντας συντελεστές ασφαλείας) η τροποποιημένη επιφάνεια του γεμάτου με ένεμα μέλους Α s η επιφάνεια διατομής του μετάλλου

10 Grouted Tubular Members (8) ΑΞΟΝΙΚΗ ΘΛΙΨΗ [3] ISO 19902:2007 Α g η επιφάνεια διατομής του ενέματος m ο λόγος των μέτρων ελαστικότητας του μετάλλου προς το ένεμα, m=e s /E g, (m = 18, συνήθης τιμή) Ε s Ε g h D t μέτρο ελαστικότητας μετάλλου μέτρο ελαστικότητας ενέματος μέγιστο βάθος χτυπήματος (βαθουλώματος), εάν υπάρχει εξωτερική διάμετρος μεταλλικού σωληνοειδούς μέλους πάχος τοιχώματος μετάλλου

11 Grouted Tubular Members (9) ΑΞΟΝΙΚΗ ΘΛΙΨΗ [4] ISO 19902:2007 Η αντιπροσωπευτική αξονική θλιπτική τάση διαρροής του πλήρους με ένεμα σωληνοειδούς μέλους εξαιτίας του λυγισμού (column buckling) θα πρέπει να θεωρείται από τις ακόλουθες εξισώσεις:

12 Grouted Tubular Members (10) ΑΞΟΝΙΚΗ ΘΛΙΨΗ [5] ISO 19902:2007 λ g f ug παράμετρος λεπτότητας του ενεματωμένου μέλους αξονική αντοχή σύνθλιψης του ενεματωμένου μέλους, σε μονάδες τάσης f y f cu f e,g αντιπροσωπευτικό όριο διαρροής του μετάλλου, σε μονάδες τάσης αντιπροσωπευτική αντοχή σε ανεμπόδιστη θλίψη κυβικού δοκιμίου ενέματος, σε μονάδες τάσης αντοχή σε λυγισμό Euler του ενεματωμένου μέλους, σε μονάδες τάσης

13 Grouted Tubular Members (11) ΑΞΟΝΙΚΗ ΘΛΙΨΗ [6] ISO 19902:2007 Κ συντελεστής αποτελεσματικού μήκους

14 Grouted Tubular Members (12) ΑΞΟΝΙΚΗ ΘΛΙΨΗ [7] ISO 19902:2007 L I s μέγιστο μη αντιστηριζόμενο μήκος μέλους στη y ή στη z διεύθυνση αποτελεσματική ροπή αδράνειας της μεταλλικής διατομής του μέλους I g αποτελεσματική ροπή αδράνειας της διατομής του ενέματος του μέλους

15 Grouted Tubular Members (13) ΑΞΟΝΙΚΗ ΘΛΙΨΗ [8] Το ποσοστό εξάντλησης ενός ενεματωμένου μέλους, U m,g αξονική θλίψη θα υπολογίζεται όπως ακολούθως: ISO 19902:2007, υποβαλλόμενο σε

16 Grouted Tubular Members (14) ΚΑΜΨΗ [1] ISO 19902:2007 Πλήρως γεμάτα με ένεμα μέλη τα οποία υποβάλλονται σε καμπτικές ροπές θα πρέπει να ικανοποιούν την ακόλουθη συνθήκη: σ b,g M καμπτικές τάσεις εξαιτίας των εξωτερικών φορτίων (συμπεριλαμβάνοντας συντελεστές ασφαλείας) και, όταν σ b,g >f b,g, τότε θεωρείται μια ισοδύναμη ελαστική καμπτική τάση, σ b,g =M/Z e ροπή κάμψης στο ενεματωμένο μέλος εξαιτίας των εξωτερικών φορτίων (συμπεριλαμβάνοντας συντελεστές ασφαλείας)

17 Grouted Tubular Members (15) ΚΑΜΨΗ [2] ISO 19902:2007 f b,g αντιπροσωπευτική αντοχή σε κάμψη του ενεματωμένου μέλους, σε μονάδες τάσης

18 Grouted Tubular Members (16) ΚΑΜΨΗ [3] ISO 19902:2007 Ζ e ελαστική ροπή αντίστασης διατομής Ζ p πλαστική ροπή αντίστασης διατομής γ R,b,g μερικός συντελεστής ασφαλείας αντοχής του ενεματωμένου μέλους σε κάμψη, γ R,b,g = 1.05

19 Grouted Tubular Members (17) ΚΑΜΨΗ [4] ISO 19902:2007 Το ποσοστό εξάντλησης ενός ενεματωμένου μέλους, U m,g, υποβαλλόμενου σε κάμψη θα υπολογίζεται όπως ακολούθως:

20 Grouted Tubular Members (18) ΣΥΝ ΥΑΣΜΟΣ ΑΞΟΝΙΚΟΥ ΕΦΕΛΚΥΣΜΟΥ ΚΑΙ ΚΑΜΨΗΣ [1] ISO 19902:2007 Επίσημα, δεν υπάρχουν αποδεδειγμένες απαιτήσεις για πλήρως γεμάτα με ένεμα σωληνοειδή μέλη που υποβάλλονται σε αξονικό εφελκυσμό σε συνδυασμό με κάμψη λόγω της περιορισμένης διαθεσιμότητας σχετικών πειραματικών δεδομένων. Παρόλα αυτά, μερικές προσεγγιστικές μέθοδοι μπορούν να εκτιμήσουν την αλληλεπίδραση. Μέθοδος 1 η Προσέγγιση της αλληλεπίδρασης μέσω της παρακάτω εξίσωσης, αγνοώντας πλήρως το ένεμα της διατομής. (έλεγχος όμοια με μια μεταλλική σωληνοειδή διατομή που υποβάλλεται σε συνδυασμό αξονικού εφελκυσμού και κάμψης)

21 Grouted Tubular Members (19) ΣΥΝ ΥΑΣΜΟΣ ΑΞΟΝΙΚΟΥ ΕΦΕΛΚΥΣΜΟΥ ΚΑΙ ΚΑΜΨΗΣ [2] ISO 19902:2007 Μέθοδος 2 η Εάν η μέγιστη τάση λόγω του εφελκυσμού είναι μικρή σε σχέση με την αντίστοιχη λόγω κάμψης, τότε μπορεί να χρησιμοποιηθεί η παρακάτω εξίσωση: Πρακτικά, αγνοείται πλήρως ο αξονικός εφελκυσμός και η διατομή ελέγχεται μόνο σε κάμψη, όμοια με την περίπτωση ελέγχου σε κάμψη ενεματωμένου σωληνοειδούς μέλους.

22 Grouted Tubular Members (20) ΣΥΝ ΥΑΣΜΟΣ ΑΞΟΝΙΚΗΣ ΘΛΙΨΗΣ ΚΑΙ ΚΑΜΨΗΣ [1] ISO 19902:2007 Γεμάτα με ένεμα σωληνοειδή μέλη, υποβαλλόμενα σε συνδυασμένες δυνάμεις απόαξονικήθλίψηκαικάμψη, θα πρέπει να ικανοποιούν τις ακόλουθες συνθήκες σε όλες τις διατομές κατά μήκος του μέλους.

23 Grouted Tubular Members (21) ΣΥΝ ΥΑΣΜΟΣ ΑΞΟΝΙΚΗΣ ΘΛΙΨΗΣ ΚΑΙ ΚΑΜΨΗΣ [2] ISO 19902:2007 Πρόσθετοι ορισμοί, πέραν αυτών που περιγράφηκαν σε προηγούμενες ενότητες:

24 Grouted Tubular Members (22) ΣΥΝ ΥΑΣΜΟΣ ΑΞΟΝΙΚΗΣ ΘΛΙΨΗΣ ΚΑΙ ΚΑΜΨΗΣ [3] ISO 19902:2007 Πρόσθετοι ορισμοί, πέραν αυτών που περιγράφηκαν σε προηγούμενες ενότητες:

25 Grouted Tubular Members (23) ΣΥΝ ΥΑΣΜΟΣ ΑΞΟΝΙΚΗΣ ΘΛΙΨΗΣ ΚΑΙ ΚΑΜΨΗΣ [4] ISO 19902:2007 Το ποσοστό εξάντλησης ενός ενεματωμένου μέλους, U m,g, υποβαλλόμενου σε αξονική θλίψη και κάμψη θα είναι η μεγαλύτερη τιμή που υπολογίζεται από τις δύο ακόλουθες εξισώσεις:

26 Grouted Tubular Members (24) ΓΕΝΙΚΑ [1] NORSOK standard N-004 Οδηγίες και προτάσεις για την μελέτη και τον σχεδιασμό των γεμάτων με ένεμα σωληνοειδών μελών παρέχονται εκτός από τον ISO 19902:2007 και από τον NORSOK N-004. Τόσο ο API RP2A WSD, o API RP2A LRFD και ο DNV-OS-J101 δεν παραθέτουν σχετικά δεδομένα. Συγκεκριμένα ο NORSOK N-004, αναφέρει την σχετική περίπτωση των ενεματωμένων σωληνοειδών μελών ως μέθοδο επιδιόρθωσης και ενίσχυσης υπαρχόντων μεταλλικών μελών. Οι αρχές μελέτης και σχεδιασμού των μελών αυτών διατηρούνται οι ίδιες και στον NORSOK N-004. Οι διαφορές οι οποίες παρατηρούνται είναι: Έλεγχος με δυνάμεις και όχι με τάσεις όπως στον ISO 19902:2007. Τροποποιημένες ελαφρώς αναλυτικές εξισώσεις σε σχέση με τον ISO 19902:2007.

27 Grouted Tubular Members (25) ISO 19902:2007 VS NORSOK standard N-004 ΑΞΟΝΙΚΟΣ ΕΦΕΛΚΥΣΜΟΣ [1] ISO 19902:2007 NORSOK standard N-004 A s γ Μ επιφάνεια διατομής μεταλλικής διατομής A s = πdt συντελεστής ασφαλείας υλικού

28 Grouted Tubular Members (26) ISO 19902:2007 VS NORSOK standard N-004 ΑΞΟΝΙΚΗ ΘΛΙΨΗ [1] ISO 19902:2007 NORSOK standard N-004 σ c,g = P / A tr

29 Grouted Tubular Members (26) ISO 19902:2007 VS NORSOK standard N-004 ΑΞΟΝΙΚΗ ΘΛΙΨΗ [1] ISO 19902:2007 NORSOK standard N-004 σ c,g = P / A tr Οι τάσεις υπολογίζονται ως προς μια ανηγμένη επιφάνεια της σύμμικτης διατομής. Το P ταυτίζεται με το N sd του NORSOK. Επομένως οι διαφορές που θα εντοπιστούν παρακάτω στις αναλυτικές εξισώσεις οφείλονται, κατά έναν βαθμό, στη θεώρηση της αντίστοιχης ενεργής επιφάνειας της διατομής στους δύο κανονισμούς.

30 Grouted Tubular Members (27) ISO 19902:2007 VS NORSOK standard N-004 ΑΞΟΝΙΚΗ ΘΛΙΨΗ [2] ISO 19902:2007 NORSOK standard N-004

31 Grouted Tubular Members (28) ISO 19902:2007 VS NORSOK standard N-004 ΑΞΟΝΙΚΗ ΘΛΙΨΗ [3] ISO 19902:2007 NORSOK standard N-004 Χρήση ισοδύναμης ανηγμένης επιφάνειας της σύμμικτης διατομής.

32 Grouted Tubular Members (29) ISO 19902:2007 VS NORSOK standard N-004 ΑΞΟΝΙΚΗ ΘΛΙΨΗ [4] ISO 19902:2007 NORSOK standard N-004 h μέγιστο βάθος χτυπήματος (βαθουλώματος), εάν υπάρχει δ μέγιστο βάθος χτυπήματος (βαθουλώματος), εάν υπάρχει

33 Grouted Tubular Members (30) ISO 19902:2007 VS NORSOK standard N-004 ΑΞΟΝΙΚΗ ΘΛΙΨΗ [5] ISO 19902:2007 NORSOK standard N-004

34 Grouted Tubular Members (30) ISO 19902:2007 VS NORSOK standard N-004 ΑΞΟΝΙΚΗ ΘΛΙΨΗ [5] ISO 19902:2007 NORSOK standard N-004 ΑΠΟΛΥΤΗ ΤΑΥΤΙΣΗ ΤΙΜΩΝ

35 Grouted Tubular Members (31) ISO 19902:2007 VS NORSOK standard N-004 ΑΞΟΝΙΚΗ ΘΛΙΨΗ [6] ISO 19902:2007 NORSOK standard N-004

36 Grouted Tubular Members (31) ISO 19902:2007 VS NORSOK standard N-004 ΚΑΜΨΗ [1] ISO 19902:2007 NORSOK standard N-004 Ζ e ελαστική ροπή αντίστασης της διατομής W tr ελαστική ροπή αντίστασης της ισοδύναμης ανηγμένης σύμμικτης διατομής

37 Grouted Tubular Members (32) ISO 19902:2007 VS NORSOK standard N-004 ΚΑΜΨΗ [2] ISO 19902:2007 NORSOK standard N-004

38 Grouted Tubular Members (32) ISO 19902:2007 VS NORSOK standard N-004 ΚΑΜΨΗ [2] ISO 19902:2007 NORSOK standard N-004 ΜΟΝΑ ΙΚΗ ΙΑΦΟΡΟΠΟΙΗΣΗ

39 Grouted Tubular Members (33) ISO 19902:2007 VS NORSOK standard N-004 ΣΥΝ ΥΑΣΜΟΣ ΑΞΟΝΙΚΟΥ ΕΦΕΛΚΥΣΜΟΥ & ΚΑΜΨΗΣ [1] ISO 19902:2007 NORSOK standard N-004 Μέθοδος 1 η * αγνοώντας πλήρως το ένεμα της διατομής Μέθοδος 1 η * αγνοώντας πλήρως το ένεμα της διατομής

40 Grouted Tubular Members (34) ISO 19902:2007 VS NORSOK standard N-004 ΣΥΝ ΥΑΣΜΟΣ ΑΞΟΝΙΚΟΥ ΕΦΕΛΚΥΣΜΟΥ & ΚΑΜΨΗΣ [2] ISO 19902:2007 NORSOK standard N-004 Μέθοδος 2 η * αγνοείται πλήρως ο αξονικός εφελκυσμός Μέθοδος 2 η * αγνοείται πλήρως ο αξονικός εφελκυσμός Πρακτικά, η διατομή ελέγχεται μόνο σε κάμψη, όμοια με την περίπτωση ελέγχου σε κάμψη ενεματωμένου σωληνοειδούς μέλους. Πρακτικά, η διατομή ελέγχεται μόνο σε κάμψη, όμοια με την περίπτωση ελέγχου σε κάμψη ενεματωμένου σωληνοειδούς μέλους.

41 Grouted Tubular Members (35) ISO 19902:2007 VS NORSOK standard N-004 ΣΥΝ ΥΑΣΜΟΣ ΑΞΟΝΙΚΗΣ ΘΛΙΨΗΣ & ΚΑΜΨΗΣ [1] ISO 19902:2007 NORSOK standard N-004

42 Grouted Tubular Members (35) ISO 19902:2007 VS NORSOK standard N-004 ΣΥΝ ΥΑΣΜΟΣ ΑΞΟΝΙΚΗΣ ΘΛΙΨΗΣ & ΚΑΜΨΗΣ [1] ISO 19902:2007 Οι συντελεστές των εξισώσεων καθορίζονται με τον ίδιο ακριβώς τρόπο (ταύτιση εξισώσεων αλληλεπίδρασης) NORSOK standard N-004

43 Grouted Tubular Joints (1) ΓΕΝΙΚΑ [1] API RP2A WSD Οι οδηγίες που δίδονται από την εν λόγω κανονιστική διάταξη είναι σχετικές με τον σχεδιασμό κόμβων που συμβάλλουν σε αυτούς σωληνοειδή μέλη και υποβάλλονται σε στατική φόρτιση. Η επάρκεια των κόμβων θα πρέπει να θεωρείται έχοντας εξασφαλίσει αμφότερα τόσο την επάρκεια του chord όσο και των συμβαλλόμενων braces λόγω των εξωτερικών φορτίων. Οι συνδέσεις στα άκρα εφελκυόμενων ή θλιβόμενων μελών θα πρέπει κατ ελάχιστο να αναπτύσσουν την απαιτούμενη αντοχή λόγω των εξωτερικών εφαρμοζόμενων φορτίων. Παρόλα αυτά, θα πρέπει η αντοχή των κόμβων να μην είναι μικρότερη από το 50% της αντιπροσωπευτικής αντοχής του έκαστου μέλους. Η αντιπροσωπευτική αντοχή του έκαστου μέλους καθορίζεται ως το όριο λυγισμού για μέλη που λαμβάνουν τόσο εφελκυστικά όσο και θλιπτικά φορτία ή ως το όριο διαρροής για μέλη που λαμβάνουν κυρίως εφελκυστικά φορτία.

44 Grouted Tubular Joints (2) ΓΕΝΙΚΑ [2] API RP2A WSD Μόνον ο API RP2A διαθέτει ανεξάρτητο έλεγχο ελάχιστης αντοχής του κόμβου, 50% Effective Strength Check. Ο παραπάνω έλεγχος, προδιαθέτει την ύπαρξη της λογικής του ικανοτικού σχεδιασμού των κόμβων, που εισέρχεται επίσημα κανονιστικά μέσω του ISO 19902:2007 και του NORSOK N-004. Ο έλεγχος των σύμμικτων κόμβων γίνεται έχοντας ως βάση τις διατάξεις των απλών σωληνοειδών μεταλλικών κόμβων με ελαφρά τροποποιημένα σημεία (προσαρμοσμένες οδηγίες και υποδείξεις).

45 Grouted Tubular Joints (3) ΓΕΝΙΚΑ [3] API RP2A WSD Τα όρια εγκυρότητας των παρακάτω διατάξεων ανάλυσης και σχεδιασμού είναι:

46 Grouted Tubular Joints (3) API RP2A WSD

47 Grouted Tubular Joints (4) ΓΕΝΙΚΑ [4] API RP2A WSD Οι σωληνοειδείς κόμβοι, χωρίς υπερκάλυψη και διαφράγματα ακαμψίας, θα πρέπει να σχεδιάζονται σύμφωνα με τις ακόλουθες οδηγίες: P α M α φέρουσα ικανότητα του brace σε αξονικό φορτίο φέρουσα ικανότητα του brace σε καμπτικό φορτίο F yc min όριο διαρροής του chord στον κόμβο 0.80 x (όριο διαρροής σε εφελκυσμό) FS συντελεστής ασφαλείας (1,60)

48 Grouted Tubular Joints (4) API RP2A WSD ΓΕΝΙΚΑ [4] Για αξονικά φορτιζόμενα braces Οι σωληνοειδείς κόμβοι, χωρίς υπερκάλυψη και ταδιαφράγματα οποία ακαμψίας, κατατάσσονται θα πρέπει να σχεδιάζονται σύμφωνα με τις ακόλουθες οδηγίες: ποσοστιαία μικτά σε τύπους κόμβων Κ, Υή/και Χ, θα πρέπει κατά τον υπολογισμό του P α να λαμβάνεται σταθμισμένος μέσος όρος βασισμένος στο % του καθενός στο συνολικό φορτίο. P α M α φέρουσα ικανότητα του brace σε αξονικό φορτίο φέρουσα ικανότητα του brace σε καμπτικό φορτίο F yc min όριο διαρροής του chord στον κόμβο 0.80 x (όριο διαρροής σε εφελκυσμό) FS συντελεστής ασφαλείας (1,60)

49 Grouted Tubular Joints (5) ΓΕΝΙΚΑ [5] Strength Factor Qu API RP2A WSD Ο συντελεστής αντοχής μεταβάλλεται με βάση τον τύπο του κόμβου και το ασκούμενο φορτίο στο brace σύμφωνα με τον πίνακα που ακολουθεί:

50 Grouted Tubular Joints (6) ΓΕΝΙΚΑ [6] Strength Factor Qu API RP2A WSD F yb min όριο διαρροής του brace στον κόμβο 0.80 x (όριο διαρροής σε εφελκυσμό)

51 Grouted Tubular Joints (7) ΓΕΝΙΚΑ [7] Chord Load Factor Qf API RP2A WSD Ο συντελεστής φορτίου προσμετρά την παρουσία ονομαστικών φορτίων στο chord: FS συντελεστής ασφαλείας (1,20) P C Μ C ονομαστικό αξονικό φορτίο στο chord (θετικό στον εφελκυσμό) ονομαστικό συνιστάμενο καμπτικό φορτίο στο chord

52 Grouted Tubular Joints (7) API RP2A WSD ΓΕΝΙΚΑ [7] Chord Load Factor Qf Ο συντελεστής φορτίου προσμετρά την παρουσία φορτίων στο chord: FS συντελεστής ασφαλείας (1,20) P C Μ C ονομαστικό αξονικό φορτίο στο chord (θετικό στον εφελκυσμό) M ipb = εντός επιπέδου κάμψη ονομαστικό συνιστάμενο καμπτικό φορτίο στο chord M opb = εκτός επιπέδου κάμψη

53 Grouted Tubular Joints (8) ΓΕΝΙΚΑ [8] Chord Load Factor Qf API RP2A WSD P y Μ p C 1 C 2 C 3 αξονικό όριο διαρροής του chord πλαστική ροπή ικανότητας του chord συντελεστές εξαρτώμενοι από τον τύπο του κόμβου και το φορτίο σύμφωνα με τον παρακάτω πίνακα

54 Grouted Tubular Joints (8) ΓΕΝΙΚΑ [8] Chord Load Factor Qf API RP2A WSD P y Μ p C 1 C 2 C 3 αξονικό όριο διαρροής του chord πλαστική ροπή αντίστασης του chord συντελεστές εξαρτώμενοι από τον τύπο του κόμβου και το φορτίο σύμφωνα με τον παρακάτω πίνακα

55 Grouted Tubular Joints (9) ΓΕΝΙΚΑ [9] ΤΕΛΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΝΤΟΧΗΣ (Strength Check) API RP2A WSD Ο λόγος αλληλεπίδρασης αξονικού φορτίου και καμπτικής ροπής υπολογίζεται:

56 Grouted Tubular Joints (9) API RP2A WSD ΓΕΝΙΚΑ [9] ΤΕΛΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΕΠΑΡΚΕΙΑΣ Μεγέθη έντασης (Strength από Check) την ανάλυση της κατασκευής. ΠΡΟΣΟΧΗ: Ο έλεγχος πραγματοποιείται με τα φορτία Ο λόγος αλληλεπίδρασης αξονικού φορτίου και καμπτικής ροπής σχεδιασμού για κάθε brace που συμβάλλει στον κόμβο. υπολογίζεται: Μεγέθη επιτρεπόμενης (φέρουσας) ικανότητας του κόμβου. [Λαμβάνεται υπόψη τόσο η γεωμετρία του κόμβου όσο και η κατανομή των δυνάμεων για κάθε φορτιστική κατάσταση.]

57 Grouted Tubular Joints (10) ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΣΥΜΜΙΚΤΩΝ ΚΟΜΒΩΝ [1] API RP2A WSD ύο κατηγορίες σύμμικτων κόμβων συναντούνται κυρίως στην πράξη: Πλήρως γεμάτοι με ένεμα κόμβοι. [Fully grouted Joint (cord)] Ένεμα τοποθετείται μεταξύ του chord και ενός εσωτερικού μέλους (συνήθως ενός πασσάλου). [Double Skin Joint] Και στις δύο περιπτώσεις το ένεμα είναι άοπλο καθώς και η ευεργετική επίδραση των διατμητικών κλείδων (shear keys), τα οποία πιθανώς να υπάρχουν, δεν λαμβάνεται υπόψη.

58 Grouted Tubular Joints (10) ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΣΥΜΜΙΚΤΩΝ ΚΟΜΒΩΝ [1] API RP2A WSD ύο κατηγορίες σύμμικτων κόμβων συναντούνται κυρίως στην πράξη: Πλήρως γεμάτοι με ένεμα κόμβοι. [Fully grouted Joint] Ένεμα τοποθετείται μεταξύ του chord και ενός εσωτερικού μέλους (συνήθως ενός πασσάλου). [Double Skin Joint] Και στις δύο περιπτώσεις το ένεμα είναι άοπλο καθώς και η ευεργετική επίδραση των διατμητικών κλείδων (shear keys), τα οποία πιθανώς να υπάρχουν, δεν λαμβάνεται υπόψη.

59 Grouted Tubular Joints (11) Ο ΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΩΝ ΕΛΕΓΧΟ ΤΩΝ ΣΥΜΜΙΚΤΩΝ ΚΟΜΒΩΝ [1] API RP2A WSD Για τους σύμμικτους κόμβους, οι οποίοι παρόλα αυτά είναι απλοί στην γεωμετρία τους, θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν οι διατάξεις ελέγχου των απλών κόμβων, ακολουθώντας όμως τις ακόλουθες τροποποιήσεις και οδηγίες: a. Για τους fully grouted (cord) και τους double-skin κόμβους, η τιμή του συντελεστή αντοχής (Strength Factor Qu) θα λαμβάνεται από τον παρακάτω πίνακα. Παρόλα αυτά, θα πρέπει να ισχύει και η ανισότητα: Qu grouted >Qu simple joint

60 Grouted Tubular Joints (11) API RP2A WSD Ο ΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΩΝ ΕΛΕΓΧΟ ΤΩΝ ΣΥΜΜΙΚΤΩΝ ΚΟΜΒΩΝ [1] Για τους σύμμικτους κόμβους, οι οποίοι παρόλα αυτά είναι απλοί στην γεωμετρία τους, θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν οι διατάξεις ελέγχου των απλών κόμβων, ακολουθώντας όμως τις ακόλουθες Αξίζει να σημειωθεί τροποποιήσεις πως δεν και υπάρχει οδηγίες: όρος σχετικά με την αξονική θλίψη καθώς οι περισσότεροι a. Για τους fully grouted σύμμικτοι και κόμβοι τους double-skin δεν μπορούν κόμβους, να αστοχήσουν η τιμήσε του συντελεστής αντοχής θλίψη. (Strength Η θλιπτική Factor Qu) φέρουσα θα λαμβάνεται ικανότητα από του τονκόμβου παρακάτω πίνακα. Παρόλα αυτά, περιορίζεται θα πρέπει νααπό ισχύει αυτή και του η ανισότητα: brace. Qu grouted >Qu simple joint

61 Grouted Tubular Joints (12) Ο ΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΩΝ ΕΛΕΓΧΟ ΤΩΝ ΣΥΜΜΙΚΤΩΝ ΚΟΜΒΩΝ [2] API RP2A WSD Για τους σύμμικτους κόμβους, οι οποίοι παρόλα αυτά είναι απλοί στην γεωμετρία τους, θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν οι διατάξεις ελέγχου των απλών κόμβων, ακολουθώντας όμως τις ακόλουθες τροποποιήσεις και οδηγίες: b. Για τους σύμμικτους κόμβους τύπου double-skin, αστοχίαμπορείναπροέλθει επίσης και από την παραμόρφωση του chord σε μορφή οβάλ (ovalization of the chord). Η φέρουσα ικανότητα στο ovalization του chord μπορεί να εκτιμηθεί αν αντικατασταθεί στις διατάξεις των απλών κόμβων το πάχος του chord (T) με ένα ισοδύναμο πάχος (Τ e ). T e T T p ισοδύναμο πάχος, σε χιλιοστά (mm) πάχος τοιχώματος του chord, σε χιλιοστά (mm) πάχος τοιχώματος του εσωτερικού μέλους, σε χιλιοστά (mm)

62 Grouted Tubular Joints (12) Ο ΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΩΝ ΕΛΕΓΧΟ ΤΩΝ ΣΥΜΜΙΚΤΩΝ ΚΟΜΒΩΝ [1] API RP2A WSD Για τους σύμμικτους κόμβους, οι οποίοι παρόλα αυτά είναι απλοί στην γεωμετρία τους, θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν οι διατάξεις ελέγχου των απλών κόμβων, ακολουθώντας όμως τις ακόλουθες τροποποιήσεις και οδηγίες: b. Για τους σύμμικτους κόμβους τύπου double-skin, αστοχίαμπορείναπροέλθει επίσης και από την παραμόρφωση του chord σε μορφή οβάλ (ovalization of the chord). Η φέρουσα ικανότητα στο ovalization του chord μπορεί να εκτιμηθεί αν αντικατασταθεί στις διατάξεις των απλών κόμβων το πάχος του chord (T) με ένα ισοδύναμο πάχος (Τ e ). T e T T p ισοδύναμο πάχος, σε χιλιοστά (mm) πάχος τοιχώματος του chord, σε χιλιοστά (mm) πάχος τοιχώματος του εσωτερικού μέλους, σε χιλιοστά (mm)

63 Grouted Tubular Joints (13) Ο ΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΩΝ ΕΛΕΓΧΟ ΤΩΝ ΣΥΜΜΙΚΤΩΝ ΚΟΜΒΩΝ [3] API RP2A WSD Για τους σύμμικτους κόμβους, οι οποίοι παρόλα αυτά είναι απλοί στην γεωμετρία τους, θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν οι διατάξεις ελέγχου των απλών κόμβων, ακολουθώντας όμως τις ακόλουθες τροποποιήσεις και οδηγίες: c. Ο υπολογισμός του Qf τόσο για τους fully grouted όσο και για τους doubleskin κόμβους θα πρέπει να γίνεται με το Τ (πάχος του chord) και όχι με το ισοδύναμο πάχος Τ e. Συμπεραίνεται, λοιπόν, ότι στον υπολογισμό του Qf έχει ήδη προσμετρηθεί η διάχυση του φορτίου μεταξύ chord και εσωτερικού μέλους. Επομένως, περαιτέρω εξέταση της επίδρασης του ενέματος στον όρο Qf είναι μη απαραίτητη. Παρόλα αυτά, για τους fully grouted κόμβους, θα πρέπει κανονικά η τιμή του Qf να τίθεται ίση με την μονάδα (1,0) εκτός από την περίπτωση κόμβων τύπου Χ, με υψηλή τιμή β =d/ D(β 0,90) και παρουσία εφελκυστικών φορτίων στο brace και θλιπτικών φορτίων στο chord.

64 Grouted Tubular Joints (14) Ο ΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΩΝ ΕΛΕΓΧΟ ΤΩΝ ΣΥΜΜΙΚΤΩΝ ΚΟΜΒΩΝ [4] API RP2A WSD Για τους σύμμικτους κόμβους, οι οποίοι παρόλα αυτά είναι απλοί στην γεωμετρία τους, θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν οι διατάξεις ελέγχου των απλών κόμβων, ακολουθώντας όμως τις ακόλουθες τροποποιήσεις και οδηγίες: d. Θα πρέπει να ικανοποιούνται οι ελάχιστες απαιτήσεις, όπως και στους απλούς μεταλλικούς κόμβους. Αυτό σημαίνει πως θα πρέπει να πραγματοποιείται, σε κάθε περίπτωση, ο έλεγχος που θέτει ο API RP2A περί ελάχιστης αντοχής του κόμβου: 50% Effective Strength Check

65 Grouted Tubular Joints (15) API RP2A WSD VS API RP2A LRFD [1] Η βασική διαφορά μεταξύ των δύο συγκρινόμενων κανονιστικών διατάξεων είναι η χρήση των συντελεστών ασφαλείας. Ο API RP2A WSD λειτουργεί με έναν γενικό συντελεστή ασφαλείας οοποίοςκαλύπτειτόσοταφορτίαόσοκαιτις φέρουσες ικανότητες. Αντιθέτως, ο API RP2A LRFD κάνει χρήση πολλαπλών μερικών συντελεστών ασφαλείας.

66 Grouted Tubular Joints (16) API RP2A WSD VS API RP2A LRFD [2] ΤΕΛΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΝΤΟΧΗΣ (Strength Check) Η φέρουσα ικανότητα του κόμβου θα πρέπει να ικανοποιεί τις ακόλουθες σχέσεις: P D αξονικό φορτίο στο brace λόγω των εξωτερικών φορτίων (συμπεριλαμβάνοντας και συντελεστές ασφαλείας), σε μονάδες δύναμης P uj οριακή αξονική φέρουσα ικανότητα του κόμβου, σε μονάδες δύναμης M D καμπτικό φορτίο στο brace λόγω των εξωτερικών φορτίων (συμπεριλαμβάνοντας και συντελεστές ασφαλείας), σε μονάδες ροπής M uj φ j οριακή καμπτική φέρουσα ικανότητα του κόμβου, σε μονάδες ροπής συντελεστής ασφαλείας για τους σωληνοειδής κόμβους

67 Grouted Tubular Joints (16) API RP2A WSD VS API RP2A LRFD [2] ΤΕΛΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΝΤΟΧΗΣ (Strength Check) Η φέρουσα ικανότητα του κόμβου θα πρέπει να ικανοποιεί τις ακόλουθες σχέσεις: Για braces τα οποία μεταφέρουν ένα μέρος του φορτίου τους ως κόμβοι τύπου Κ και ένα P D αξονικό φορτίο στο brace λόγω των μέρος εξωτερικών ως κόμβοι τύπου φορτίων (συμπεριλαμβάνοντας και συντελεστές ασφαλείας), Τ&Υ σεή μονάδες Χ, θα πρέπει δύναμης εφαρμόζεται γραμμική P uj οριακή αξονική φέρουσα ικανότητα του κόμβου, παρεμβολή σε μονάδες δύναμης για την χρήση του κατάλληλου M D καμπτικό φορτίο στο brace λόγω των συντελεστή εξωτερικών ασφαλείας. φορτίων (συμπεριλαμβάνοντας και συντελεστές ασφαλείας), σε μονάδες ροπής M uj φ j οριακή καμπτική φέρουσα ικανότητα του κόμβου, σε μονάδες ροπής συντελεστής ασφαλείας για τους σωληνοειδής κόμβους

68 Grouted Tubular Joints (17) API RP2A WSD VS API RP2A LRFD [3] ΤΕΛΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΝΤΟΧΗΣ (Strength Check) Για συνδυασμένα αξονικά φορτία και καμπτικές ροπές στο brace, θα πρέπει να ικανοποιείται η παρακάτω εξίσωση αλληλεπίδρασης: P D αξονικό φορτίο στο brace λόγω των εξωτερικών φορτίων (συμπεριλαμβάνοντας και συντελεστές ασφαλείας), σε μονάδες δύναμης P uj οριακή αξονική φέρουσα ικανότητα του κόμβου, σε μονάδες δύναμης M D καμπτικό φορτίο στο brace λόγω των εξωτερικών φορτίων (συμπεριλαμβάνοντας και συντελεστές ασφαλείας), σε μονάδες ροπής M uj φ j οριακή καμπτική φέρουσα ικανότητα του κόμβου, σε μονάδες ροπής συντελεστής ασφαλείας για τους σωληνοειδής κόμβους

69 Grouted Tubular Joints (18) API RP2A WSD VS API RP2A LRFD [4] ΤΕΛΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΝΤΟΧΗΣ (Strength Check) Οι οριακές φέρουσες ικανότητες σε αξονικό φορτίο και καμπτική ροπή του κόμβου καθορίζονται παρακάτω:

70 Grouted Tubular Joints (19) API RP2A WSD VS API RP2A LRFD [5] ΤΕΛΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΝΤΟΧΗΣ (Strength Check) Strength Factor Qu Ο συντελεστής αντοχής μεταβάλλεται με βάση τον τύπο του κόμβου και το ασκούμενο φορτίο στο brace σύμφωνα με τον πίνακα που ακολουθεί:

71 Grouted Tubular Joints (19) API RP2A WSD VS API RP2A LRFD [5] Για αξονικά φορτιζόμενα braces τα οποία κατατάσσονται ΤΕΛΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΝΤΟΧΗΣ (Strength Check) ποσοστιαία μικτά σε τύπους Strength Factor Qu κόμβων Κ, Υή/και Χ, θα πρέπει κατά τον υπολογισμό του Q u να Ο συντελεστής αντοχής μεταβάλλεται με βάση λαμβάνεται τον τύπο του σταθμισμένος κόμβου και το μέσος ασκούμενο φορτίο στο brace σύμφωνα με τον όρος πίνακα βασισμένος που ακολουθεί: στο % του καθενός στο συνολικό φορτίο.

72 Grouted Tubular Joints (20) API RP2A WSD VS API RP2A LRFD [6] ΤΕΛΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΝΤΟΧΗΣ (Strength Check) Strength Factor Qu

73 Grouted Tubular Joints (21) API RP2A WSD VS API RP2A LRFD [7] ΤΕΛΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΝΤΟΧΗΣ (Strength Check) Chord Load Factor Qf Ο συντελεστής φορτίου προσμετρά την παρουσία φορτίων στο chord:

74 Grouted Tubular Joints (22) API RP2A WSD VS API RP2A LRFD [8] ΤΕΛΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΝΤΟΧΗΣ (Strength Check) Chord Load Factor Qf φ q συντελεστής ασφαλείας για την τάση διαρροής (0,95) ΗτιμήτουQf θα πρέπει να τεθεί ίση με την μονάδα (1,0) όταν οι τάσεις στις ακραίες ίνες του chord είναι εφελκυστικές.

75 Grouted Tubular Joints (23) API RP2A WSD VS ISO 19902:2007 [1] Η βασική διαφορά μεταξύ των δύο συγκρινόμενων κανονιστικών διατάξεων είναι η χρήση των συντελεστών ασφαλείας. Ο API RP2A WSD λειτουργεί με έναν γενικό συντελεστή ασφαλείας οοποίοςκαλύπτειτόσοταφορτίαόσοκαιτις αντιστάσεις. Αντιθέτως, ο ISO 19902:2007 κάνει χρήση πολλαπλών μερικών συντελεστών ασφαλείας. Αξίζει να σημειωθεί πως ο ISO 19902:2007 διατηρεί τιςβασικέςαρχέςτουπρογενέστερουapi RP2A LRFD (αμφότεροι κάνουν χρήση πολλαπλών συντελεστών ασφαλείας).

76 Grouted Tubular Joints (24) API RP2A WSD VS ISO 19902:2007 [2] Τα όρια εγκυρότητας των παρακάτω διατάξεων ανάλυσης και σχεδιασμού για τον ISO 19902:2007 είναι:

77 Grouted Tubular Joints (24) API RP2A WSD VS ISO 19902:2007 [2] Τα όρια εγκυρότητας των παρακάτω διατάξεων ανάλυσης και σχεδιασμού για τον ISO 19902:2007 είναι:

78 Grouted Tubular Joints (25) API RP2A WSD VS ISO 19902:2007 [3] Οι απαιτήσεις αντοχής του κόμβου δίδονται γενικά από την παρακάτω εξίσωση: S j R j γενικευμένη εσωτερική δύναμη στον κόμβο ανταποκρινόμενη γενικευμένη αντίσταση του κόμβου γ R,j συντελεστής ασφαλείας (1,05)

79 Grouted Tubular Joints (26) API RP2A WSD VS ISO 19902:2007 [4] Για πρώτη φορά, ο ISO 19902:2007, εισάγει επίσημα τον ικανοτικό έλεγχο του κόμβου. Έτσι, όλοι οι κόμβοι, εκτός από αυτούς που κρίνονται μη κρίσιμοι, θα πρέπει επιπρόσθετα να ελέγχονται ότι η αντοχή τους ξεπερνά την αντίστοιχη αντοχή του μέλους (brace). Κύριος στόχος αυτού του πρωτοεμφανιζόμενου ελέγχου είναι η εξασφάλιση, σε ακραία φορτία, της αστοχίας του μέλους πριν την αστοχία του κόμβου. U b λόγος εξάντλησης του μέλους γ z,j πρόσθετος συντελεστής ασφαλείας ικανοτικού ελέγχου (1,17)

80 Grouted Tubular Joints (26) API RP2A WSD VS ISO 19902:2007 [4] Για πρώτη φορά, ο ISO 19902:2007, εισάγει επίσημα τον ικανοτικό έλεγχο του κόμβου. Έτσι, όλοι οι κόμβοι, εκτός από αυτούς που κρίνονται μη κρίσιμοι, θα πρέπει επιπρόσθετα να ελέγχονται ότι η αντοχή τους ξεπερνά την αντίστοιχη αντοχή του Λόγος μέλους εξάντλησης (brace). Κύριος στόχος αυτού του Λόγος πρωτοεμφανιζόμενου εξάντλησης ελέγχου είναι η εξασφάλιση, κόμβου (σχεδιασμού) σε ακραία φορτία, της αστοχίας μέλους του μέλους (σχεδιασμού) πριν την αστοχία του κόμβου. U b λόγος εξάντλησης του μέλους Αν ο λόγος είναι ίσος με την μονάδα (1,0), τότε δεν πραγματοποιείται ικανοτικός έλεγχος. γ z,j πρόσθετος συντελεστής ασφαλείας ικανοτικού ελέγχου (1,17)

81 Grouted Tubular Joints (27) API RP2A WSD VS ISO 19902:2007 [5] Αντιπροσωπευτικές φέρουσες ικανότητες κόμβων: P uj M uj αντιπροσωπευτική αξονική φέρουσα ικανότητα του κόμβου, σε μονάδες δύναμης αντιπροσωπευτική καμπτική φέρουσα ικανότητα του κόμβου, σε μονάδες ροπής f y min όριο διαρροής του chord στον κόμβο 0.80 x (όριο διαρροής σε εφελκυσμό)

82 Grouted Tubular Joints (27) Για αξονικά φορτιζόμενα braces τα οποία κατατάσσονται API RP2A WSD VS ISO 19902:2007 [5] ποσοστιαία μικτά σε τύπους Αντιπροσωπευτικές φέρουσες ικανότητες κόμβων: κόμβων Κ, Υή/και Χ, θα πρέπει κατά τον υπολογισμό του P uj και του Μ uj να λαμβάνεται σταθμισμένος μέσος όρος βασισμένος στο % του καθενός στο συνολικό φορτίο. P uj M uj αντιπροσωπευτική αξονική φέρουσα ικανότητα του κόμβου, σε μονάδες δύναμης αντιπροσωπευτική καμπτική φέρουσα ικανότητα του κόμβου, σε μονάδες ροπής f y min όριο διαρροής του chord στον κόμβο 0.80 x (όριο διαρροής σε εφελκυσμό)

83 Grouted Tubular Joints (28) API RP2A WSD VS ISO 19902:2007 [6] Η φέρουσα ικανότητα σχεδιασμού σε αξονικό και ροπή ενός απλού σωληνοειδούς κόμβου είναι: P d M d αξονική φέρουσα ικανότητα σχεδιασμού του κόμβου, σε μονάδες δύναμης καμπτική φέρουσα ικανότητα σχεδιασμού του κόμβου, σε μονάδες ροπής γ R,j μερικός συντελεστής ασφαλείας για τους σωληνοειδής κόμβους (1,05)

84 Grouted Tubular Joints (29) API RP2A WSD VS ISO 19902:2007 [7] Strength Factor Qu Ο συντελεστής αντοχής μεταβάλλεται με βάση τον τύπο του κόμβου και το ασκούμενο φορτίο στο brace σύμφωνα με τον πίνακα που ακολουθεί:

85 Grouted Tubular Joints (30) API RP2A WSD VS ISO 19902:2007 [8] Strength Factor Qu

86 Grouted Tubular Joints (31) API RP2A WSD VS ISO 19902:2007 [9] Chord Load Factor Qf Ο συντελεστής φορτίου προσμετρά την παρουσία φορτίων στο chord:

87 Grouted Tubular Joints (32) API RP2A WSD VS ISO 19902:2007 [10] Chord Load Factor Qf P c M c P y αξονική δύναμη σχεδιασμού στο chord καμπτική ροπή σχεδιασμού στο chord αντιπροσωπευτική αξονική φέρουσα ικανότητα διαρροής του chord χωρίς να ληφθεί υπόψη το φαινόμενο του λυγισμού, σε μονάδες δύναμης M p αντιπροσωπευτική πλαστική ροπή αντοχής του chord γ R,q μερικός συντελεστής ασφαλείας για την διαρροή του υλικού (1,05)

88 Grouted Tubular Joints (33) API RP2A WSD VS ISO 19902:2007 [11] Chord Load Factor Qf C 1, C 2 συντελεστές που δίδονται στον παρακάτω πίνακα

89 Grouted Tubular Joints (34) API RP2A WSD VS ISO 19902:2007 [12] ΤΕΛΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΝΤΟΧΗΣ (Strength Check) Ένα brace το οποίο υποβάλλεται είτε σε αξονική δύναμη μόνο, είτε σε καμπτική ροπή μόνο, είτε σε συνδυασμό αυτών, θα πρέπει να ελέγχεται ώστε να ικανοποιεί την παρακάτω σχέση: ΓΙΑ ΤΟΥΣ ΚΡΙΣΙΜΟΥΣ ΚΟΜΒΟΥΣ

90 Grouted Tubular Joints (34) API RP2A WSD VS ISO 19902:2007 [12] ΤΕΛΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΝΤΟΧΗΣ (Strength Check) Ένα brace το οποίο υποβάλλεται είτε σε αξονική δύναμη μόνο, είτε σε καμπτική ροπή μόνο, είτε σε συνδυασμό αυτών, θα πρέπει να ελέγχεται ώστε να ικανοποιεί την παρακάτω σχέση: ΓΙΑ ΤΟΥΣ ΚΡΙΣΙΜΟΥΣ ΚΟΜΒΟΥΣ ΙΚΑΝΟΤΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ

91 Grouted Tubular Joints (35) API RP2A WSD VS ISO 19902:2007 [13] ΤΕΛΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΝΤΟΧΗΣ (Strength Check) U j P B M B P d M d U b λόγος εξάντλησης του κόμβου αξονική δύναμη σχεδιασμού στο brace καμπτική ροπή σχεδιασμού στο brace τιμή σχεδιασμού της αξονικής φέρουσας ικανότητας του κόμβου τιμή σχεδιασμού της καμπτικής φέρουσας ικανότητας του κόμβου υπολογισμένος λόγος εξάντλησης του brace από τις εξισώσεις αλληλεπίδρασης γ z,j πρόσθετος μερικός συντελεστής ασφαλείας (1,17)

92 Grouted Tubular Joints (36) API RP2A WSD VS ISO 19902:2007 [14] Ο ΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΩΝ ΕΛΕΓΧΟ ΤΩΝ ΣΥΜΜΙΚΤΩΝ ΚΟΜΒΩΝ Για τους σύμμικτους κόμβους, οι οποίοι παρόλα αυτά είναι απλοί στην γεωμετρία τους, θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν οι διατάξεις ελέγχου των απλών κόμβων, ακολουθώντας όμως ενδεδειγμένες τροποποιήσεις και οδηγίες. Οι πρόσθετες αυτές οδηγίες που παρέχονται από τον ISO 19902:2007 ταυτίζονται απόλυτα με αυτές του προγενέστερου API RP2A WSD.

93 Grouted Tubular Joints (37) API RP2A WSD VS NORSOK STANDARD N-004 [1] Η βασική διαφορά μεταξύ των δύο συγκρινόμενων κανονιστικών διατάξεων είναι η χρήση των συντελεστών ασφαλείας. Ο API RP2A WSD λειτουργεί με έναν γενικό συντελεστή ασφαλείας οοποίοςκαλύπτειτόσοταφορτίαόσοκαιτις αντιστάσεις. Αντιθέτως, ο NORSOK N-004 κάνει χρήση πολλαπλών μερικών συντελεστών ασφαλείας. Αξίζει να σημειωθεί πως ο NORSOK N-004 διατηρεί τιςβασικέςαρχέςτωνπρογενέστερωνapi RP2A LRFD & ISO 19902:2007 (και οι τρεις κάνουν χρήση πολλαπλών συντελεστών ασφαλείας). Γενικά, τόσο ο ISO 19902:2007 όσο και ο NORSOK N-004, χρησιμοποιούν ταυτόσημη διαδικασία και υπολογιστικό υπόβαθρο το οποίο προέρχεται από τον προγενέστερο API RP2A LRFD.

94 Grouted Tubular Joints (38) API RP2A WSD VS NORSOK STANDARD N-004 [2] Τα όρια εγκυρότητας των παρακάτω διατάξεων ανάλυσης και σχεδιασμού για τον NORSOK N-004 είναι:

95 Grouted Tubular Joints (39) API RP2A WSD VS NORSOK STANDARD N-004 [3] Αντιπροσωπευτικές φέρουσες ικανότητες κόμβων: N Rd M Rd αντιπροσωπευτική αξονική φέρουσα ικανότητα σχεδιασμού του κόμβου, σε μονάδες δύναμης αντιπροσωπευτική καμπτική φέρουσα ικανότητα σχεδιασμού του κόμβου, σε μονάδες ροπής γ Μ μερικός συντελεστής ασφαλείας (1,15)

96 Grouted Tubular Joints (39) Για αξονικά φορτιζόμενα braces API RP2A WSD VS NORSOK STANDARD N-004 τα [3] οποία κατατάσσονται ποσοστιαία μικτά σε τύπους Αντιπροσωπευτικές φέρουσες ικανότητες κόμβων: κόμβων Κ, Υή/και Χ, θα πρέπει κατά τον υπολογισμό του N Rd να λαμβάνεται σταθμισμένος μέσος όρος βασισμένος στο % του καθενός στο συνολικό φορτίο. N Rd M Rd αντιπροσωπευτική αξονική φέρουσα ικανότητα σχεδιασμού του κόμβου, σε μονάδες δύναμης αντιπροσωπευτική καμπτική φέρουσα ικανότητα σχεδιασμού του κόμβου, σε μονάδες ροπής γ Μ μερικός συντελεστής ασφαλείας (1,15)

97 Grouted Tubular Joints (40) API RP2A WSD VS NORSOK STANDARD N-004 [4] Strength Factor Qu Ο συντελεστής αντοχής μεταβάλλεται με βάση τον τύπο του κόμβου και το ασκούμενο φορτίο στο brace σύμφωνα με τον πίνακα που ακολουθεί:

98 Grouted Tubular Joints (41) API RP2A WSD VS NORSOK STANDARD N-004 [5] Strength Factor Qu

99 Grouted Tubular Joints (42) API RP2A WSD VS NORSOK STANDARD N-004 [6] Chord Load Factor Qf Ο συντελεστής φορτίου προσμετρά την παρουσία φορτίων στο chord:

100 Grouted Tubular Joints (43) API RP2A WSD VS NORSOK STANDARD N-004 [7] Chord Load Factor Qf

101 Grouted Tubular Joints (43) API RP2A WSD VS NORSOK STANDARD N-004 [7] Chord Load Factor Qf

102 Grouted Tubular Joints (44) API RP2A WSD VS NORSOK STANDARD N-004 [8] ΤΕΛΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΝΤΟΧΗΣ (Strength Check) N Sd M y,sd M z,sd N Rd M y,rd M z,rd αξονική δύναμη σχεδιασμού στο brace καμπτική ροπή σχεδιασμού (εντός επιπέδου) στο brace καμπτική ροπή σχεδιασμού (εκτός επιπέδου) στο brace τιμή σχεδιασμού της αξονικής φέρουσας ικανότητας του κόμβου τιμή σχεδιασμού της καμπτικής φέρουσας ικανότητας του κόμβου (εντός επιπέδου) τιμή σχεδιασμού της καμπτικής φέρουσας ικανότητας του κόμβου (εκτός επιπέδου)

103 Grouted Tubular Joints (45) API RP2A WSD VS NORSOK STANDARD N-004 [9] Ο ΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΩΝ ΕΛΕΓΧΟ ΤΩΝ ΣΥΜΜΙΚΤΩΝ ΚΟΜΒΩΝ Για τους σύμμικτους κόμβους, οι οποίοι παρόλα αυτά είναι απλοί στην γεωμετρία τους, θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν οι διατάξεις ελέγχου των απλών κόμβων, ακολουθώντας όμως ενδεδειγμένες τροποποιήσεις και οδηγίες. Οι πρόσθετες αυτές οδηγίες που παρέχονται από τον NORSOK N-004 ταυτίζονται απόλυτα με αυτές του προγενέστερου API RP2A WSD και ISO 19902:2007 με ελαφρά τροποποίηση του πίνακα υπολογισμού του συντελεστή αντοχής Qu.

104 Grouted Tubular Joints (46) API RP2A WSD VS NORSOK STANDARD N-004 [10] Ο ΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΟΝ ΕΛΕΓΧΟ ΤΩΝ ΣΥΜΜΙΚΤΩΝ ΚΟΜΒΩΝ: Q u ΜΟΝΑ ΙΚΗ ΙΑΦΟΡΟΠΟΙΗΣΗ

105 Grouted Tubular Joints (47) ΣΧΟΛΙΑ ΚΑΙ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ Η μελέτη των μεταλλικών σωληνοειδών κόμβων και αργότερα των σύμμικτων κόμβων εισήχθη κανονιστικά μέσω του API RP2A WSD. Οι μεταγενέστεροι κανονισμοί όπως API RP2A LRFD, ISO 19902:2007 & NORSOK N-004 διατήρησαν τις βάσεις και πραγματοποίησαν ελαφρές τροποποιήσεις βασισμένες σε νέα πειραματικά δεδομένα. Η μελέτη των σύμμικτων κόμβων δεν κρίνεται ακριβής μιας και δεν λαμβάνονται υπόψη σημαντικοί παράγοντες που επηρεάζουν το υπό μελέτη πρόβλημα: Το ακριβές πάχος του ενέματος. Η ποιότητα του ενέματος (όριο αντοχής), εκτός από τους περιορισμούς που αναφέρονται στα υλικά σε κάθε κανονιστική διάταξη. Ησυμβολήτωνshear keys στην αλληλεπίδραση των επιφανειών και κατ επέκταση επιρροή στη λειτουργία του κόμβου.

106 Grouted Tubular Joints (48) ΣΧΟΛΙΑ ΚΑΙ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ Ως αντιπρόταση καλείται η ανάλυση του κόμβου με χρήση πεπερασμένων στοιχείων, έχοντας λάβει συνοριακές συνθήκες και φορτία σχεδιασμού από την ανάλυση ολόκληρης της κατασκευής. Σε τέτοιου είδους αναλύσεις μπορούν να ληφθούν υπόψη όλες οι παράμετροι που απαρτίζουν τον κόμβο όπως: ιαστάσεις ενέματος και αντοχή. Ύπαρξη shear keys. Ύπαρξη διαφραγμάτων ακαμψίας και δακτυλιδιών. Ύπαρξη cans στα chords & stubs στα braces. Μετά το πέρας της ανάλυσης, ο σχεδιασμός του κόμβου θα πραγματοποιηθεί μέσω ελέγχου των αναπτυσσομένων τάσεων στα αντίστοιχα υλικά.

107 Grouted Tubular Joints (49) ΣΧΟΛΙΑ ΚΑΙ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ

108 Grouted Pile to Structure Connections (double skin) (1) ΓΕΝΙΚΑ Φορτία από την ανωδομή μιας θαλάσσιας κατασκευής μπορούν να μεταφερθούν στους μεταλλικούς πασσάλους γεμίζοντας με ένεμα το διάκενο μεταξύ του ποδιού του jacket (sleeve) και το πασσάλου (pile). Τα φορτία μεταφέρονται στο πάσσαλο από την κατασκευή μέσω του ενέματος. Πειραματικά δεδομένα υποδεικνύουν ότι ο μηχανισμός μεταφοράς του φορτίου είναι ένας συνδυασμός μεταξύ: εσμών και αναπτυσσόμενης τριβής περίσφιξης μεταξύ ενέματος και μεταλλικής επιφάνειας. Αντίστασης του ενέματος ενάντια σε μηχανικά βοηθήματα όπως τα shear keys. Αποστάτες (οδηγοί) χρησιμοποιούνται για να διατηρούν ένα ομοιόμορφο διάκενο μεταξύ του πασσάλου και του ποδιού της κατασκευής. Ένα ελάχιστο διάκενο πάχους 38mm θα πρέπει να παρέχεται όπου το ένεμα είναι το μόνο μέσω μεταφοράς των φορτίων.

109 Grouted Pile to Structure Connections (double skin) (2) ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΕΣ ΠΟΥ ΕΠΙ ΡΟΥΝ ΣΤΗΝ ΑΝΤΟΧΗ ΤΗΣ ΣΥΝ ΕΣΗΣ Πολλοί συντελεστές επιδρούν στην αναπτυσσόμενη αντοχή της σύνδεσης με ένεμα. Αυτοί περιλαμβάνουν, χωρίς να περιορίζονται σε αυτούς, τους ακόλουθους: Ανεμπόδιστη θλιπτική αντοχή του ενέματος. Μέγεθος και απόσταση των shear keys. Τύπος πρόσμικτων στο ένεμα. Μέθοδος τοποθέτησης του ενέματος. Συνθήκες / κατάσταση των μεταλλικών διατομών. Ύπαρξη επιφανειακών υλικών τα οποία αποτρέπουν τον δεσμό μεταξύ ενέματος και μετάλλου. Ποσοστό διατάραξης από την κίνηση της πλατφόρμας κατά την τοποθέτηση του ενέματος. Για μεγάλους λόγους D/t, η περιφερειακή ευκαμψία του πασσάλου (pile) και του ποδιού (sleeve).

110 Grouted Pile to Structure Connections (3) ΕΦΑΡΜΟΖΟΜΕΝΟ ΑΞΟΝΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ API RP2A WSD Στον υπολογισμό της αξονικής δύναμης που εφαρμόζεται στη σύνδεση με ένεμα μεταξύ πασσάλου και ποδιού της κατασκευής, θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η κατανομή των φορτίων στο σύνολο της κατασκευής καθώς και η ύπαρξη ή όχι ομάδας πασσάλων. Το εφαρμοζόμενο φορτίο σχεδιασμού θα πρέπει να είναι το μεγαλύτερο από όλους τους διαθέσιμους συνδυασμούς εξωτερικών φορτίων. Επιπρόσθετα, σημαντικό ρόλο διαδραματίζει και η επιρροή της αλληλεπίδρασης εδάφους πασσάλου κατασκευής για την τελική κατανομή των φορτίων.

111 Grouted Pile to Structure Connections (4) ΕΠΙΤΡΕΠΟΜΕΝΟ ΑΞΟΝΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ API RP2A WSD Η έλλειψη αξιόπιστων και εκτεταμένων πειραματικών δεδομένων οδηγεί στη χρήση της ακόλουθης φόρμας υπολογισμού της φέρουσας ικανότητας της σύνδεσης σε αξονικών φορτίο. Το επιτρεπόμενο αξονικό φορτίο μεταφοράς μέσω της σύνδεσης, θα λαμβάνεται ως η ελάχιστη τιμή (του πασσάλου ή του ποδιού) της δύναμης που υπολογίζεται από τον πολλαπλασιασμό της επιφάνειας επαφής μεταξύ ενέματος και μετάλλου επί την επιτρεπόμενη αξονικά μεταφερόμενη τάση f ba. Για την επάρκεια της σύνδεσης, η επιτρεπόμενη αξονική δύναμη θα πρέπει να είναι μεγαλύτερη ή ίση από την αντίστοιχη μέγιστη εφαρμοζόμενη στη σύνδεση.

112 Grouted Pile to Structure Connections (5) ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ f ba [Επιτρεπόμενη Αξονικά Μεταφερόμενη Τάση] [1] 1. Σύνδεση χωρίς shear keys (plain pipe connection) API RP2A WSD fba = 20.0 psi (0.138 Mpa), για φορτιστικές καταστάσεις 1 ή psi (0.184 Mpa), για φορτιστικές καταστάσεις 3 ή 4

113 Grouted Pile to Structure Connections (5) ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣΦΟΡΤΙΣΤΙΚΕΣ f ba [Επιτρεπόμενη ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ Αξονικά Μεταφερόμενη Τάση] [1] 1. Σύνδεση Φορτιστική χωρίς Κατάσταση shear keys 1: Περιβαλλοντικές (plain pipe connection) συνθήκες λειτουργίας συνδυασμένες με μόνιμα και μέγιστα κινητά20.0 φορτία, psi (0.138 κατάλληλη Mpa), για φορτιστικές κανονική λειτουργία καταστάσεις 1 ή 2 fba της = κατασκευής. Φορτιστική 26.7 psi Κατάσταση (0.184 Mpa) 2:, Περιβαλλοντικές για φορτιστικές καταστάσεις συνθήκες 3 ή 4 λειτουργίας συνδυασμένες με μόνιμα και ελάχιστα κινητά φορτία, κατάλληλη για κανονική λειτουργία της κατασκευής. Φορτιστική Κατάσταση 3: Περιβαλλοντικές συνθήκες σχεδιασμού συνδυασμένες με μόνιμα και μέγιστα κινητά φορτία, κατάλληλη για ακραίες συνθήκες. Φορτιστική Κατάσταση 4: Περιβαλλοντικές συνθήκες σχεδιασμού συνδυασμένες με μόνιμα και ελάχιστα κινητά φορτία, κατάλληλη για ακραίες συνθήκες. API RP2A WSD

114 Grouted Pile to Structure Connections (6) ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ f ba [Επιτρεπόμενη Αξονικά Μεταφερόμενη Τάση] [2] 2. Σύνδεση με shear keys API RP2A WSD fba = 20.0 psi (0.138 Mpa) f cu x (h/s), για φορτιστικές καταστάσεις 1 ή psi (0.184 Mpa) f cu x (h/s), για φορτιστικές καταστάσεις 3 ή 4 f cu h s ανεμπόδιστη θλιπτική αντοχή ενέματος εξωτερική διάσταση του shear key απόσταση των shear keys

115 Grouted Pile to Structure Connections (6) ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ f ba [Επιτρεπόμενη Αξονικά Μεταφερόμενη Τάση] [2] 2. Σύνδεση με shear keys fba = 20.0 psi (0.138 Mpa) f cu x (h/s), για φορτιστικές καταστάσεις 1 ή psi (0.184 Mpa) f cu x (h/s), για φορτιστικές καταστάσεις 3 ή 4 f cu h s ανεμπόδιστη θλιπτική αντοχή ενέματος εξωτερική διάσταση του shear key απόσταση των shear keys

116 Grouted Pile to Structure Connections (7) ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΑ SHEAR KEYS [1] Ο σχεδιασμός των shear keys, που χρησιμοποιούνται στη σύνδεση με ένεμα μεταξύ ποδιού και πασσάλου, θα πρέπει να πραγματοποιείται σύμφωνα με τις ακόλουθες απαιτήσεις: Τα shear keys θα πρέπει να είναι κυκλικοί δακτύλιοι σε απόσταση s ή συνεχείς έλικες με βήμα s. Τα shear keys θα πρέπει να έχουν μια από τις ακόλουθες μορφές. API RP2A WSD

117 Grouted Pile to Structure Connections (8) ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΑ SHEAR KEYS [2] API RP2A WSD Ο σχεδιασμός των shear keys, που χρησιμοποιούνται στη σύνδεση με ένεμα μεταξύ ποδιού και πασσάλου, θα πρέπει να πραγματοποιείται σύμφωνα με τις ακόλουθες απαιτήσεις: Για πασσάλους έμπηξης, τα shear keys επί των πασσάλων θα πρέπει να τοποθετούνται σε ένα ικανοποιητικό μήκος ώστε να εξασφαλίζουν, μετά την έμπηξη, ότι στο μήκος του πασσάλου που βρίσκεται σε επαφή με το ένεμα υπάρχει ικανοποιητικός αριθμός από shear keys. Κάθε διατομή και συγκόλληση από shear keys θα πρέπει να σχεδιάζεται έτσι ώστε να μεταβιβάζει το αυτό κομμάτι της φέρουσας ικανότητας της σύνδεσης που αντιστοιχεί στο κάθε shear key, για τις φορτιστικές καταστάσεις 1 ή 2. Κάθε διατομή και συγκόλληση από shear key θα πρέπει να σχεδιάζεται στις βασικές επιτρεπόμενες τάσεις έτσι ώστε να μεταβιβάζει μια μέση δύναμη ίση με την επιφάνεια έκθεσης του shear key επί 1,7 f cu, εκτόςαπότιςπεριοχέςσεαπόσταση 2D pile από την αρχή και το τέλος της σύνδεσης όπου εκεί θα χρησιμοποιηθεί το 2,5 f cu, για τις φορτιστικές καταστάσεις 3 ή 4.

118 Grouted Pile to Structure Connections (9) ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΙ API RP2A WSD Οι ακόλουθοι περιορισμοί θα πρέπει να ικανοποιούνται για την ισχύ των παραπάνω εξισώσεων:

119 Grouted Pile to Structure Connections (10) ΦΟΡΤΙΣΕΙΣ ΙΑΦΟΡΕΣ ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΞΟΝΙΚΗ API RP2A WSD Οι συνδέσεις με ένεμα, μεταξύ πασσάλου και ποδιού της κατασκευής, γενικώς υποβάλλονται σε διάφορες φορτιστικές καταστάσεις, εκτός από την αξονική, όπως διάτμηση, κάμψη και στρέψη. Η επίδραση τέτοιων φορτίων στην σύνδεση, αν είναι σημαντικά, θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη στο σχεδιασμό μέσω αναλυτικών μεθόδων (μοντέλα πεπερασμένων στοιχείων) ή πειραματικών διατάξεων στο εργαστήριο.

120 Grouted Pile to Structure Connections (11) API RP2A WSD VS API RP2A LRFD ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ f ba [Επιτρεπόμενη Αξονικά Μεταφερόμενη Τάση] 1. Σύνδεση χωρίς shear keys (plain pipe connection) fba = 20.0 psi (0.138 Mpa), για φορτιστικές καταστάσεις 1 ή psi (0.184 Mpa), για φορτιστικές καταστάσεις 3 ή 4 API RP2A WSD fba = 36.0 psi (0.248 Mpa) API RP2A LRFD

121 Grouted Pile to Structure Connections (12) API RP2A WSD VS API RP2A LRFD ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ f ba [Επιτρεπόμενη Αξονικά Μεταφερόμενη Τάση] 2. Σύνδεση με shear keys API RP2A WSD fba = 20.0 psi (0.138 Mpa) f cu x (h/s), για φορτιστικές καταστάσεις 1 ή psi (0.184 Mpa) f cu x (h/s), για φορτιστικές καταστάσεις 3 ή 4 API RP2A LRFD fba = 36.0 psi (0.248 Mpa) f cu x(h/s)

122 Grouted Pile to Structure Connections (13) API RP2A WSD VS API RP2A LRFD Ο API RP2A LRFD υπολογίζει τη μέγιστη επιτρεπόμενη αξονικά μεταφερόμενη τάση ίση με: f bmax φ ba μέγιστο μεταφερόμενο αξονικό φορτίο εξαιτίας των φορτίων σχεδιασμού συντελεστής ασφαλείας για την αντίσταση της σύνδεσης σε αξονικό φορτίο ίσος με 0,90

123 Grouted Pile to Structure Connections (14) API RP2A WSD VS API RP2A LRFD ΦΟΡΤΙΣΕΙΣ ΙΑΦΟΡΕΣ ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΞΟΝΙΚΗ Οι συνδέσεις με ένεμα, μεταξύ πασσάλου και ποδιού της κατασκευής, γενικώς υποβάλλονται σε διάφορες φορτιστικές καταστάσεις, εκτός από την αξονική, όπως διάτμηση, κάμψη και στρέψη. Πειραματικά δεδομένα υποδηλώνουν ότι η αλληλεπίδραση μεταξύ καμπτικής ροπής και αξονικού φορτίου δεν επιδρά στημείωσητουf ba. Μάλιστα, για κάποιους φορτιστικούς συνδυασμούς, η αλληλεπίδραση αυτή μπορεί να είναι και ευεργετική. Για άλλους φορτιστικούς συνδυασμούς, ηεπίδρασητωνάλλωνφορτίων, όπως διάτμηση και στρέψη, αν είναι σημαντικά, θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη στο σχεδιασμό μέσω αναλυτικών μεθόδων (μοντέλα πεπερασμένων στοιχείων) ή πειραματικών διατάξεων στο εργαστήριο.

124 Grouted Pile to Structure Connections (15) API RP2A WSD VS ISO 19902:2007 ΓΕΝΙΚΑ Για τις συνδέσεις με ένεμα, μεταξύ πασσάλου και ποδιού της κατασκευής, το ονομαστικό πλάτος του διακένου θα πρέπει να είναι 40 mm (38mm προτείνει ο API RP2A) ή μεγαλύτερο όπου ένα ένεμα τσιμέντου χρησιμοποιείται.

125 Grouted Pile to Structure Connections (15) API RP2A WSD VS ISO 19902:2007 ΓΕΝΙΚΑ Για τις συνδέσεις με ένεμα, μεταξύ πασσάλου και ποδιού της κατασκευής, το ονομαστικό πλάτος του διακένου θα πρέπει να είναι 40 mm (38mm προτείνει ο API RP2A) ή μεγαλύτερο όπου ένα ένεμα τσιμέντου χρησιμοποιείται. ΙΑΚΕΝΟ

126 Grouted Pile to Structure Connections (16) API RP2A WSD VS ISO 19902:2007 ΕΦΑΡΜΟΖΟΜΕΝΟ ΑΞΟΝΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ Η αξονική δύναμη, P,που θα χρησιμοποιηθεί για το σχεδιασμό μιας σύμμικτης σύνδεσης θα πρέπει να είναι η μεγαλύτερη δύναμη στη σύνδεση (εφελκυστική ή θλιπτική), που καθορίζεται από τα φορτία σχεδιασμού. Στο καθορισμό της δύναμης P, για μια σύνδεση πασσάλου και ποδιού της κατασκευής, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη η αλληλεπίδρασης εδάφους πασσάλου κατασκευής. Επιπρόσθετα, θα πρέπει να προσμετρηθεί η κατανομή των εξωτερικών φορτίων στους πασσάλους λαμβάνοντας υπόψη και την επίδρασης της ομάδας πασσάλων (εάν υπάρχει).

127 Grouted Pile to Structure Connections (17) API RP2A WSD VS ISO 19902:2007 ΙΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΕΣ ΤΑΣΕΙΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ [1] Όταν μια σύνδεση με ένεμα υποβάλλεται σε συνδυασμό αξονικής δύναμης και στρεπτικής ροπής, η διεπιφανειακή τάση μεταφοράς, σ ρ, θα πρέπει να λαμβάνεται ως αποτέλεσμα των αναπτυσσομένων τάσεων εξαιτίας του αξονικού φορτίου και της στρεπτικής ροπής στο εσωτερικό μέλος (pile).

128 Grouted Pile to Structure Connections (18) API RP2A WSD VS ISO 19902:2007 ΙΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΕΣ ΤΑΣΕΙΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ [2] Το κομμάτι των διεπιφανειακών τάσεων μεταφοράς στο εσωτερικό μεταλλικό σωληνοειδές μέλος εξαιτίας της αξονικής δύναμης, σ a, καθορίζεται παρακάτω: P D p L e αξονική δύναμη στη σύνδεση με ένεμα λόγω των εξωτερικών φορτίων (συμπεριλαμβάνοντας και συντελεστές ασφαλείας) εξωτερική διάμετρος του εσωτερικού μεταλλικού σωληνοειδές μέλους αποτελεσματικό μήκος της σύνδεσης με ένεμα Το αποτελεσματικό μήκος της σύνδεσης με ένεμα θα πρέπει να υπολογίζεται ως το συνολικό μήκος του ενέματος κατά μήκος του άξονα του μέλους.

129 Grouted Pile to Structure Connections (19) API RP2A WSD VS ISO 19902:2007 ΙΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΕΣ ΤΑΣΕΙΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ [3] Το μέρος των διεπιφανειακών τάσεων μεταφοράς στο εσωτερικό μεταλλικό σωληνοειδές μέλος εξαιτίας της στρέψης, σ t, καθορίζεται παρακάτω: M t D p L e στρεπτική ροπή στη σύνδεση με ένεμα λόγω των εξωτερικών φορτίων (συμπεριλαμβάνοντας και συντελεστές ασφαλείας) εξωτερική διάμετρος του εσωτερικού μεταλλικού σωληνοειδές μέλους αποτελεσματικό μήκος της σύνδεσης με ένεμα Το αποτελεσματικό μήκος της σύνδεσης με ένεμα θα πρέπει να υπολογίζεται ως το συνολικό μήκος του ενέματος κατά μήκος του άξονα του μέλους.

130 Grouted Pile to Structure Connections (19) API RP2A WSD VS ISO 19902:2007 ΙΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΕΣ ΤΑΣΕΙΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ [3] Το κομμάτι των διεπιφανειακών τάσεων μεταφοράς στο εσωτερικό μεταλλικό σωληνοειδές μέλος εξαιτίας της στρέψης, σ t, καθορίζεται παρακάτω: Εισαγωγή και της στρέψης για πρώτη φορά κανονιστικά! M t D p L e στρεπτική ροπή στη σύνδεση με ένεμα λόγω των εξωτερικών φορτίων (συμπεριλαμβάνοντας και συντελεστές ασφαλείας) εξωτερική διάμετρος του εσωτερικού μεταλλικού σωληνοειδές μέλους αποτελεσματικό μήκος της σύνδεσης με ένεμα Το αποτελεσματικό μήκος της σύνδεσης με ένεμα θα πρέπει να υπολογίζεται ως το συνολικό μήκος του ενέματος κατά μήκος του άξονα του μέλους.