Αποκατάσταση και Προσεισµική Ενίσχυση Κυρίως Εργοστασίου Παραγωγής Περλίτη στα Βούδια της νήσου Μήλου

Transcript

1 Αποκατάσταση και Προσεισµική Ενίσχυση Κυρίως Εργοστασίου Παραγωγής Περλίτη στα Βούδια της νήσου Μήλου.Π. Κουτσούκος ρ. Πολιτικός Μηχανικός, Συντονιστής Μελέτης Μ.Ι. Καραντζίκης Πολιτικός Μηχανικός, Υπεύθυνος Μελέτης Χ.. Ζυγούρης Πολιτικός Μηχανικός, Υπεύθυνος Κατασκευής Λέξεις κλειδιά: Προσεισµική ενίσχυση, αποκατάσταση, σύνθετα υλικά ΠΕΡΙΛΗΨΗ: Η παρούσα εργασία αφορά στη συνοπτική περιγραφή του έργου αποκατάστασης και προσεισµικής ενίσχυσης του Κυρίως Εργοστασίου Παραγωγής Περλίτη στη Μήλο, ιδιοκτησίας του οµίλου ΑΕΕ Αργυροµεταλλευµάτων και Βαρυτίνης. Το έργο ουσιαστικά εκτελέστηκε µε το σύστηµα µελετοκατασκευής από την εταιρεία exeltek Α.Ε.. Η µελέτη εκπονήθηκε στο διάστηµα Ιούνιος 2000 Ιανουάριος 2001 και το έργο εκτελέστηκε επιτυχώς από το Μάιο 2001 µέχρι το Φεβρουάριο Η µελέτη ενίσχυσης εκπονήθηκε σύµφωνα µε τους σύγχρονους αντισεισµικούς κανονισµούς. Ιδιαιτερότητα του συγκεκριµένου έργου είναι ότι αποτελεί ένα από τα πρώτα έργα προσεισµικής ενίσχυσης µεγάλης κλίµακας που εκτελέστηκαν στη χώρα µας µε συνδυασµό συµβατικών και σύγχρονων µεθόδων ενίσχυσης. Στις συµβατικές µεθόδους ενίσχυσης που χρησιµοποιήθηκαν συγκαταλέγονται τα νέα στοιχεία αύξησης δυσκαµψίας από έγχυτο σκυρόδεµα και τα εµφατνούµενα τοιχώµατα εκτοξευόµενου σκυροδέµατος. Στις σύγχρονες µεθόδους ενίσχυσης συγκαταλέγονται η περίσφιγξη και η ενίσχυση σε διάτµηση των υποστυλωµάτων και η αύξηση της διατµητικής αντοχής των δοκών και της καµπτικής αντοχής των πλακών µε χρήση σύνθετων υλικών (υαλοϋφάσµατα και ανθρακοϋφάσµατα). Με τη συγκεκριµένη µελέτη ενίσχυσης το εργοστάσιο παρέµεινε εκτός λειτουργίας για διάστηµα 25 ηµερών και ο προϋπολογισµός του έργου ανήλθε στα 900,000, σε αντίθεση µε την εναλλακτική πρόταση ενίσχυσης µε συµβατικές µόνο µεθόδους µε την οποία το εργοστάσιο θα έπρεπε να τεθεί εκτός λειτουργία για 90 ηµέρες και το κόστος ανήρχετο στο ποσό των 1,800,000. Στην παρούσα εργασία παρουσιάζονται οι βασικές παραδοχές της µελέτης ενίσχυσης, οι αναλύσεις και ο σχεδιασµός των επεµβάσεων. Επίσης παρουσιάζονται εκτενώς οι φάσεις εκτέλεσης του έργου, οι ιδιαιτερότητες που αντιµετωπίσθηκαν κατά την κατασκευή καθώς και κατασκευαστικές λεπτοµέρειες. 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1 Ταυτότητα του Έργου Το Κυρίως Εργοστάσιο Κατεργασίας Περλίτη βρίσκεται εντός των βιοµηχανικών εγκαταστάσεων της µεταλλευτικής εταιρείας ΑΕΕ Αργυροµεταλλευµάτων & Βαρυτίνης, στα Βούδια της νήσου Μήλου και αποτελεί την καρδιά του συγκροτήµατος κατεργασίας περλίτη της εταιρείας. Η δυναµικότητα του Εργοστασίου είναι 50 t κατεργασµένου περλίτη ανά ώρα. Το Κυρίως Εργοστάσιο µελετήθηκε το 1972 και κατασκευάστηκε µέχρι το Το 1998 στο συγκρότηµα κατεργασίας περλίτη προστέθηκε δίπλα στο Κυρίως Εργοστάσιο και το Νέο Εργοστάσιο κατεργασίας, δυναµικότητας 25 t κατεργασµένου περλίτη ανά ώρα.

2 Οι Κανονισµοί Μελέτης που υιοθετήθηκαν για το Κυρίως Εργοστάσιο είναι οι ισχύοντες την εποχή εκείνη (1972), δηλαδή ο Κανονισµός Επιτρεποµένων Τάσεων για το οπλισµένο σκυρόδεµα και ο Αντισεισµικός Κανονισµός του Η παραµένουσα οικονοµική αξία του κτιρίου θεωρείται σήµερα πολύ µεγάλη. Το Εργοστάσιο προβλέπεται να λειτουργήσει για 25 έως 30 χρόνια ακόµη και εποµένως µπορεί να τεκµηριωθεί ότι το κτίριο βρίσκεται σήµερα στο ήµισυ της ζωής του. Εικόνα 1. Βορινή άποψη του Εργοστασίου πριν και µετά το έργο 1.2 Οικονοµοτεχνική Θεώρηση για την Προσεισµική Ενίσχυση του Εργοστασίου Η επιλογή της λύσης κατασκευής νέου κτιρίου, το οποίο θα συµµορφώνεται πλήρως στο πλέγµα των σύγχρονων Κανονισµών, κρίθηκε απαγορευτική λόγω του υψηλού κόστους (άµεσου και έµµεσου). Στο κόστος κατασκευής του νέου κτιρίου συµπεριλήφθηκε το κόστος του νέου µηχανολογικού εξοπλισµού και το κόστος των παρεµβάσεων στη γραµµή παραγωγής του Εργοστασίου, καθώς το νέο κτίριο δεν µπορεί να βρίσκεται στην ίδια θέση µε το Κυρίως Εργοστάσιο. Εξετάστηκε επίσης η περίπτωση χρήσης µέρους ή όλου του µηχανολογικού εξοπλισµού του Κυρίως κτιρίου, όπου βέβαια συνυπολογίστηκε το κόστος που επιφέρει το κλείσιµο της λειτουργίας του Κυρίως Εργοστασίου και ο χρόνος που απαιτείται για τη µεταφορά των µηχανηµάτων από το Κυρίως κτίριο στο νέο. Επιπλέον των παραπάνω καθαρά τεχνικών στοιχείων, η κατασκευή νέου Εργοστασίου είναι σχεδόν αδύνατη για το λόγο ότι δεν υπάρχει διαθέσιµος χώρος πλησίον των υφισταµένων εγκαταστάσεων του συγκροτήµατος κατεργασίας περλίτη. 2 ΓΕΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ Το κτίριο του Κυρίως Εργοστασίου Περλίτη βρίσκεται σε απόσταση περίπου 30 m από τη θάλασσα. Το Εργοστάσιο βρίσκεται στο βόρειο-ανατολικό τµήµα του νησιού και συγκεκριµένα σε επίπεδη έκταση η οποία περιβάλλεται από λόφους στην ανατολική και δυτική πλευρά της. Το Εργοστάσιο αναπτύσσεται σε εννέα επίπεδα (όροφοι ή στάθµες), τα οποία φιλοξενούν τις εξής λειτουργίες: Στάθµη m: Θεµελίωση Εργοστασίου. Στάθµη m: Ισόγειο, εργοστάσιο, αποδυτήρια, WC, υποσταθµός ΕΗ. Στάθµη m: Πυθµένας silos. Στάθµη m: Γραφεία, ταράτσα ανατολικού τµήµατος κτιρίου.

3 Στάθµη m: Στάθµη m: Στάθµη m: Στάθµη m: Στάθµη m: Οροφή silos, γραφεία, εργοστάσιο, control room. Εργοστάσιο, ταράτσα νότιου τµήµατος Εργοστασίου. Εργοστάσιο, ταράτσα δυτικού τµήµατος Εργοστασίου. ώµα, ταράτσα κεντρικού τµήµατος Εργοστασίου. Οροφή δώµατος. Κύριο χαρακτηριστικό της µορφολογίας του κτιρίου, που επηρεάζει τη στατική λειτουργία του, είναι η ύπαρξη silos που έχουν κατασκευασθεί στο εσωτερικό του. Ο πυθµένας των silos βρίσκεται στη στάθµη και η οροφή τους στη στάθµη Το πάχος της πλάκας πυθµένα των silos είναι 30 cm, το πάχος της πλάκας οροφής τους είναι 16 cm ενώ τα τοιχώµατα τους έχουν πάχος 25 cm. Στα silos αποθηκεύονται τα προϊόντα της κατεργασίας του περλίτη µε το κάθε silo να αποθηκεύει διαφορετικής κοκκοµετρίας κατεργασµένο υλικό. Στην πλάκα του πυθµένα των silos υπάρχουν οπές για την εκκένωσή τους µέσω µεταφορικών ταινιών που βρίσκονται στη στάθµη Εικόνα 2. Ενδεικτική τοµή Εργοστασίου 3 ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΗ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ 3.1 Αξιολόγηση Μελέτης και Κατασκευής του Εργοστασίου Στα πλαίσια εκπόνησης της µελέτης ενίσχυσης, συγκεντρώθηκαν, µελετήθηκαν και αξιολογήθηκαν τα σχέδια της αρχικής µελέτης (σχέδια ξυλοτύπων Μελέτης Ανέγερσης) του κτιρίου που είχε εκπονηθεί το ιαπιστώθηκε ότι τα σχέδια αυτά είναι γενικά καλής ποιότητας και εκφράζουν καλή τεχνογνωσία του αντικειµένου για την εποχή που εκπονήθηκε η Μελέτη Ανέγερσης του Εργοστασίου. Αναφορικά µε τη σεισµικότητα της περιοχής, επίσηµα στοιχεία («Οι Σεισµοί της Ελλάδας», Γ Έκδοση, Β. Παπαζάχος, Κ. Παπαζάχου, Εκδόσεις Ζήτη, 2003) αναφέρουν ότι οι κυριότεροι σεισµοί στην περιοχή της Μήλου είναι (έτος και µέγεθος) το 1735 (Μ = 6.5), το 1862 (Μ = 7.0), το 1918 (Μ = 6.6) και το 1930 (Μ = 6.7). Επίσηµες καταγραφές για πιο πρόσφατους σεισµούς στην περιοχή της Μήλου δεν υπάρχουν αλλά από µαρτυρίες εργαζοµένων στο Εργοστάσιο γνωρίζουµε ότι το κτίριο έχει υποστεί σεισµική καταπόνηση τουλάχιστον µία φορά κατά τη διάρκεια της ζωής

4 του (µετά το 1974). Κατά τη διάρκεια του σεισµού αυτού (ο οποίος εκτιµάται ότι είχε µικρό µέγεθος) παρατηρήθηκαν πτώσεις αντικειµένων και µικρές κατολισθήσεις στα απότοµα πρανή των λατοµείων γύρω από την περιοχή του Εργοστασίου. Σύµφωνα µε µαρτυρίες, ο σεισµός αυτός έγινε αντιληπτός από πολλούς ανθρώπους και το κτίριο συµπεριφέρθηκε ικανοποιητικά χωρίς την εµφάνιση ρωγµών ή βλαβών. Εικόνα 3. Τυπικός ξυλότυπος 3.2 Αξιολόγηση Στατικού Συστήµατος Η σύλληψη του φορέα κρίνεται επιτυχής ενώ η κανονικότητά του σε κάτοψη διαταράσσεται από τον πυρήνα του ανελκυστήρα. Το γεγονός αυτό, µαζί µε τις απαιτήσεις λειτουργίας του Εργοστασίου, λήφθηκε υπόψη στην επιλογή των θέσεων των νέων τοιχωµάτων οπλισµένου σκυροδέµατος που απαιτούνται από τη Μελέτη µε βάση τις κανονιστικές διατάξεις του Ελληνικού Αντισεισµικού Κανονισµού. Κανονικότητα καθ ύψος δεν υφίσταται λόγω της ύπαρξης των silos από τη στάθµη µέχρι τη στάθµη Από τις αναλύσεις προέκυψε ότι τα silos συµπεριφέρονται σε σεισµική καταπόνηση σαν άκαµπτα κιβώτια µε αποτέλεσµα οι γωνιακές παραµορφώσεις µεταξύ των τριών σταθµών που γεφυρώνονται από αυτά (στάθµες +6.60, και ) να είναι πολύ µικρές σε σχέση µε τις υπόλοιπες στάθµες. Επίσης κάτω από τον πυθµένα των silos (στάθµη +6.60) µέχρι τη στάθµη οριζόντιας παγίωσης του κτιρίου (στάθµη +4.40) δηµιουργούνται κοντά υποστυλώµατα τα οποία φέρουν µεγάλο αξονικό φορτίο (όλες τις ανώτερες στάθµες του κτιρίου και το φορτίο των silos). Ο λόγος ύψος / πλάτος των υποστυλωµάτων αυτών είναι περίπου h / b = Αυτοψία Κατά την αυτοψία έγινε: Έλεγχος φέροντος οργανισµού κτιρίου: διαστάσεις, αποστάσεις, προγενέστερες επεµβάσεις. Έλεγχος µη φερόντων δοµικών στοιχείων: θέσεις τοίχων πλήρωσης, µεταλλικά πατάρια, εκτίµηση φορτίων.

5 Καταγραφή µηχανηµάτων: τρόπος στήριξης, εκτίµηση βάρους, δυναµικά φορτία. Καταγραφή βλαβών: οξειδώσεις οπλισµών, ενανθράκωση σκυροδέµατος, κακές σκυροδετήσεις, ρωγµές. Κατ απαίτηση του Κυρίου του Έργου (ΚτΕ) αφενός αποφεύχθηκε η κατασκευή τοιχωµάτων οπλισµένου σκυροδέµατος στο εσωτερικό του Εργοστασίου και αφετέρου δεν υιοθετήθηκε η ενσωµάτωση µεταλλικών συνδέσµων ακαµψίας (bracing) σε εσωτερικά φατνώµατα του Εργοστασίου. 3.4 Επί Τόπου Μετρήσεις & Εργαστηριακές οκιµές Για την εκπόνηση της µελέτης ενίσχυσης διενεργήθηκαν επί τόπου δοκιµές και δειγµατοληψίες πυρήνων σκυροδέµατος. Οι επί τόπου δοκιµές και µετρήσεις αφορούσαν σε κρουσιµετρήσεις, µετρήσεις βάθους ενανθράκωσης, µετρήσεις δυναµικού χάλυβα, αντοχή πυρήνων σκυροδέµατος και µέτρηση χλωριόντων. Σύµφωνα µε τη µελέτη ανέγερσης, τα χρησιµοποιηθέντα υλικά είναι οπλισµένο σκυρόδεµα κατηγορίας Β225 και χάλυβας κατηγορίας StIII (StI στους συνδετήρες). Τα υλικά αυτά επιβεβαιώθηκαν κατά τους εργαστηριακούς ελέγχους. 4 ΠΡΟ ΙΑΓΡΑΦΕΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΜΕΛΕΤΗΣ ΠΡΟΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ 4.1 Μοντέλο Ανάλυσης Γενικά, για την προσοµοίωση του δοµικού συστήµατος της κατασκευής χρησιµοποιήθηκε µοντέλο ραβδόµορφων στοιχείων µε έξι βαθµούς ελευθερίας ανά κόµβο στοιχείου. Τα τοιχώµατα των silos προσοµοιάστηκαν ως υψίκορµοι δοκοί. Τα κενά (ανοίγµατα) και οι οπές που υπάρχουν στις πλάκες του Εργοστασίου έχουν ληφθεί υπόψη στο µοντέλο. Παρά την ύπαρξη µεγάλων σχετικά οπών σε διάφορες θέσεις των πλακών του Εργοστασίου, έγινε θεώρηση διαφραγµατικής λειτουργίας των πλακών λόγω των ισχυρών δοκών που περιβάλλουν τις οπές αυτές και λόγω των µεταλλικών κατασκευών που τις γεφυρώνουν. Τα φορτία των µηχανηµάτων, των µεταλλικών παταριών και των υπολοίπων κατασκευών λαµβάνονται υπόψη ανάλογα µε τον τρόπο έδρασής τους. Οι µεταλλικές κατασκευές (πατάρια κλπ.) δεν έχουν ληφθεί υπόψη στην ακαµψία του φορέα καθώς αφενός είναι αρκετά πιο εύκαµπτες από τα διαφράγµατα των πλακών και αφετέρου ο τρόπος έδρασής τους δεν δικαιολογεί τη συµµετοχή τους στη διαφραγµατική λειτουργία της κάθε στάθµης. Για την προσοµοίωση της δυσκαµψίας των δοµικών στοιχείων του κτιρίου και την ακριβή προσµέτρηση των µαζών του έχουν γίνει οι εξής παραδοχές: Στο µοντέλο έχει ληφθεί κατάλληλα υπόψη η δυσκαµψία των τοιχωµάτων των silos καθώς και η µάζα του υλικού (περλίτη) εντός τους. Τα δύο αναβατόρια (µηχανήµατα που υπάρχουν σε όλο το ύψος του κτιρίου), ενώ εδράζονται στο έδαφος, και εποµένως δεν µεταφέρουν φορτία στο φορέα, λόγω της οριζόντιας στήριξης (σύνδεσης) που έχουν στην πλάκα κάθε στάθµης συµµετέχουν στην αδρανειακή µάζα ως µόνιµα φορτία. Στο κτίριο δεν εµφανίζονται πουθενά υφιστάµενες βλάβες και ρηγµατώσεις (π.χ. από σεισµό) ώστε να µειωθεί περαιτέρω η δυσκαµψία των δοµικών στοιχείων. 4.2 Φορτία Το ίδιο βάρος των στοιχείων του φέροντος οργανισµού και των τοιχοπληρώσεων έχει ληφθεί υπόψη σύµφωνα µε τις αποτυπώσεις που πραγµατοποιήθηκαν στο έργο. Επίσης έχουν ληφθεί υπόψη ως µόνιµα φορτία τα βάρη των µεταλλικών προσθηκών (πατάρια και δάπεδα εργασίας) που έχουν προστεθεί στο κτίριο. Τα µηχανήµατα λήφθηκαν υπόψη στην παρούσα Μελέτη ως προς την

6 λειτουργία τους, το ίδιον βάρος τους και τις πιθανές δυναµικές φορτίσεις που επιβάλλουν στο φέροντα οργανισµό του κτιρίου. Η παραγωγική δυνατότητα (tonnage) του Εργοστασίου σε περλίτη είναι 50 tn/ώρα. Κατά τη λειτουργία του Εργοστασίου το ωφέλιµο φορτίο περλίτη που βρίσκεται εντός της γραµµής παραγωγής (δηλαδή εντός των µηχανηµάτων του Εργοστασίου) είναι 80 tn. Το βάρος αυτό του περλίτη έχει ληφθεί υπόψη στις αναλύσεις ως πρόσθετο µόνιµο φορτίο, αυξάνοντας ανάλογα τα ίδια βάρη των µηχανηµάτων. Κατά τη διάρκεια λειτουργίας του Εργοστασίου τα silos είναι γεµάτα σε ποσοστό 80-90%. Επειδή η λειτουργία του Εργοστασίου είναι επί 24ώρου βάσης, το βάρος του περλίτη εντός των µηχανηµάτων, όπως και εντός των silos θεωρείται ως µόνιµο φορτίο για τις στατικές και δυναµικές αναλύσεις της κατασκευής(το ίδιο βάρος του περλίτη είναι 12 kn/m 3 ). Στη µελέτη έχει ληφθεί ως κινητό φορτίο γενικά q = 5.0 kn/m 2. Tα πραγµατικά κινητά φορτία που αναπτύσσονται στο κτίριο είναι πολύ µικρότερα, καθώς το βάρος όλων των µηχανηµάτων και του περλίτη, ενώ ανήκει στα κινητά φορτία, ελήφθη υπόψη ως µόνιµο. 4.3 Σεισµική ράση Η σεισµική δράση που ελήφθη υπόψη στην εκπόνηση της Μελέτης είναι η σεισµική δράση κατά ΕΑΚ Η Μήλος ανήκει σε Ζώνη Σεισµικής Επικινδυνότητας Ι, δηλαδή η σεισµική επιτάχυνση εδάφους ελήφθη ίση µε Α = α g = 0.12g. Η κατηγορία σπουδαιότητας του κτιρίου είναι Σ2 (βιοµηχανικά κτίρια, Πίνακας 2.3, ΕΑΚ) και εποµένως ο συντελεστής σπουδαιότητας του δοµήµατος είναι γ 1 = Οι υπόλοιπες παράµετροι της Σεισµικής Κίνησης Σχεδιασµού της κατασκευής καθορίστηκαν σύµφωνα µε την του ΕΑΚ. 4.4 Εδαφοτεχνικά εδοµένα Με βάση αφενός την µακροσκοπική εξέταση της περιοχής του Εργοστασίου και αφετέρου τις προφορικές µαρτυρίες των Επιβλεπόντων Μηχανικών του ΚτΕ διαπιστώθηκε ότι το έδαφος θεµελίωσης έχει γενικά ικανοποιητική αντοχή. Σχετική γεωτεχνική µελέτη δεν υπάρχει, ενώ ούτε στα υφιστάµενα σχέδια σηµειώνεται η επιτρεπόµενη τάση του εδάφους που χρησιµοποιήθηκε στη Μελέτη Ανέγερσης του κτιρίου. Για την εκπόνηση της µελέτης ενίσχυσης ελήφθη ως επιτρεπόµενη τάση εδάφους (συντηρητικά) σ επ = 200 KPa. Το έδαφος θεµελίωσης κατατάσσεται (κατά τα ισχύοντα στον ΕΑΚ) στην κατηγορία Β. 4.5 Συντελεστής Μετελαστικής Συµπεριφοράς Σύµφωνα µε τα επιτάγµατα του ΕΑΚ, για τις σεισµικές αναλύσεις της κατασκευής θα πρέπει να χρησιµοποιηθεί το ανελαστικό φάσµα σχεδιασµού του Κανονισµού. Αυτό προϋποθέτει την εκτίµηση της τιµής του Συντελεστής Μετελαστικής Συµπεριφοράς ( q ) του κτιρίου. Για κτίρια που έχουν κατασκευασθεί µε παλαιότερους κανονισµούς (όπως το υπόψη κτίριο), η εφαρµογή των τιµών του q που καθορίζει ο ΕΑΚ δεν είναι εφικτή. Ο Συντελεστής Μετελαστικής Συµπεριφοράς µπορεί να εκτιµηθεί λογιστικά µόνο µε µη γραµµικές µεθόδους υπολογισµού όπως είναι η ανάλυση push over. Επίσης, σύµφωνα µε τη διεθνή βιβλιογραφία, η επιλογή συντηρητικών τιµών του q (q = 1.0 έως 2.0) για υφιστάµενα κτίρια οπλισµένου σκυροδέµατος δεν απαιτεί τη λογιστική επαλήθευσή τους. Σύµφωνα µε τα παραπάνω, οι σεισµικές αναλύσεις του κτιρίου έγιναν µε την παραδοχή Συντελεστή Μετελαστικής Συµπεριφοράς q = 2.0. Η συγκεκριµένη παραδοχή είναι αρκετά συντηρητική διότι µε την µελετηθείσα τεχνική ενίσχυσης του κτιρίου το µεγαλύτερο ποσοστό (>70%) της σεισµικής καταπόνησης αναλαµβάνεται από τα νέα τοιχώµατα οπλισµένου σκυροδέµατος, τα οποία πληρούν τις κατασκευαστικές απαιτήσεις των σύγχρονων κανονισµών. Εκτός αυτού προβλέπεται περίσφιγξη των κρίσιµων περιοχών όλων των υποστυλωµάτων του δοµήµατος µε εφαρµογή στρώσεων σύνθετων υλικών από ίνες υάλου υψηλής αντοχής.

7 Σηµειώνεται ότι όλα τα υποστυλώµατα είναι τετραγωνικής διατοµής και ως εκ τούτου η αποδοτικότητα της περίσφιγξης µε σύνθετα υλικά είναι ικανοποιητική. 5 ΕΣΜΕΥΤΙΚΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ Η µελέτη προέβλεπε 6 φάσεις σκυροδέτησης, διάρκειας 5-6 µέρες, κατά τις οποίες το Εργοστάσιο βρισκόταν εκτός λειτουργίας, ώστε να µην υπάρχουν δονήσεις και σκόνη από την κατεργασία του περλίτη. Συγκεκριµένα οι εργασίες σκυροδέτησης γινόντουσαν υποχρεωτικά την πρώτη µέρα κάθε φάσης σταµατήµατος, ώστε στις επόµενες 4 µέρες να ωριµάζει το νέο σκυρόδεµα. Η εφαρµογή των σύνθετων υλικών γινόταν µετά από επιµελή καθαρισµό της σκόνης περλίτη (dust) που συγκεντρωνόταν συνεχώς στις επιφάνειες των δοµικών στοιχείων. Η εφαρµογή των σύνθετων υλικών σε όλο το κτίριο έγινε αποκλειστικά σε χρονικό διάστηµα κατά το οποίο το εργοστάσιο δεν ήταν σε λειτουργία. Η εφαρµογή των σύνθετων υλικών σε περιοχές µε ιδιαίτερα υψηλή θερµοκρασία (µεγαλύτερη των 45 C), όπως οι φούρνοι ξήρανσης, έγινε µε χρήση κατάλληλων ειδικών ρητινών. 6 ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΕΠΕΜΒΑΣΕΩΝ 6.1 Νέα Τοιχώµατα Οπλισµένου Σκυροδέµατος Η µελέτη προέβλεπε την κατασκευή δύο νέων τοιχωµάτων από οπλισµένο σκυρόδεµα που εκτείνονται από τη στάθµη θεµελίωσης µέχρι και τη στάθµη δώµατος (στάθµη ). Τα νέα τοιχώµατα κατασκευάζονται µε έγχυτο οπλισµένο σκυρόδεµα ποιότητας C20/25 και χάλυβα ποιότητας S500s (συγκολλήσιµο). Για τη συνεργασία των νέων τοιχωµάτων µε τα εκατέρωθέν τους υποστυλώµατα, κατασκευάζονται µανδύες πάχους 15 cm στα υποστυλώµατα, οι οποίοι σκυροδετούνται µαζί µε τα νέα τοιχώµατα. Εικόνα 4. Όψεις νέων τοιχωµάτων οπλισµένου σκυροδέµατος

8 6.2 Νέα Εµφατνούµενα Τοιχώµατα Σκυροδέµατος (Infilled frames) Από τη στάθµη µέχρι και τη στάθµη (κάτω από τον πυθµένα των silos) και σε επιλεγµένες θέσεις κατασκευάστηκαν τοιχώµατα από οπλισµένο σκυρόδεµα C30/37 και χάλυβα S500s (συγκολλήσιµο). Τα τοιχώµατα αυτά έχουν πάχος 25 cm και κατασκευάστηκαν µε συµβατική µέθοδο (καλούπωµα και έγχυτο σκυρόδεµα) ή εκτοξευόµενο σκυρόδεµα σε στρώσεις. Τα ανώτερα 20 έως 30 cm στην κεφαλή των τοιχωµάτων πληρώθηκαν µε εκτοξευόµενο σκυρόδεµα για την εξασφάλιση της σφήνωσης τους στον πυθµένα των silos. Η συνεργασία τους µε τον υπάρχοντα φέροντα οργανισµό εξασφαλίζεται µέσω επαρκούς αριθµού διατµητικών βλήτρων που τοποθετήθηκαν στις παρειές των υποστυλωµάτων, στον πυθµένα των silos και στην άνω παρειά των συνδετήριων δοκών στη στάθµη Εικόνα 5. Ενδεικτικές τοµές όπλισης νέων τοιχωµάτων 6.3 Ενίσχυση Υποστυλωµάτων Όλα τα υποστυλώµατα του κτιρίου ενισχύθηκαν σε όλες τις στάθµες µε εφαρµογή στρώσεων σύνθετων υλικών στο ελεύθερο ύψος τους. Ο τρόπος αυτός ενίσχυσης (µε τοποθέτηση σύνθετων υλικών υψηλής αντοχής) έχει ως αποτέλεσµα τη σηµαντική αύξηση της διατµητικής αντοχής των υποστυλωµάτων και την αποφυγή ψαθυρής µορφής αστοχίας τους (ικανοποίηση κριτηρίου ικανοτικού σχεδιασµού σε τέµνουσα σύµφωνα µε τον ΕΑΚ). Η ενίσχυση µε σύνθετα υλικά αυξάνει τη διαθέσιµη πλαστιµότητα των κρίσιµων περιοχών των υποστυλωµάτων, µε αποτέλεσµα την αύξηση της δυνατότητας µετελαστικής συµπεριφοράς του κτιρίου. Επίσης, η περίσφιγξη των κρισίµων περιοχών στον πόδα των υποστυλωµάτων έχει σαν αποτέλεσµα την αύξηση της συνάφειας µεταξύ των διαµήκων οπλισµών (αναµονές από κάθε όροφο) και του σκυροδέµατος. Με δεδοµένη τη µειωµένη συνάφεια λόγω οξείδωσης των οπλισµών και ενανθράκωσης του σκυροδέµατος η αύξηση της συνάφειας που επιτεύχθηκε µε τη χρήση των σύνθετων υλικών είναι µεγάλης σηµασίας.

9 6.4 Ενίσχυση οκών και Πλακών Οι δοκοί στις οποίες εµφανιζόταν ανεπάρκεια ενισχύθηκαν σε κάµψη ή σε διάτµηση µε σύνθετα υλικά. Οµοίως οι πλάκες που λόγω οξείδωσης των οπλισµών τους εµφάνιζαν ανεπάρκεια ενισχύθηκαν µε επικόλληση σύνθετων υλικών στην κάτω παρειά τους. Εικόνα 6. Ενδεικτικοί τύποι ενίσχυσης υποστυλωµάτων µε σύνθετα υλικά 7 ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ 7.1 Ιδιαίτερες Τεχνικές υσκολίες Το έργο εκτελέστηκε από την εταιρεία exeltek AE στο διάστηµα Μάιος 2001 Φεβρουάριος Η εκτέλεση των εργασιών στο εσωτερικό του Εργοστασίου έγινε υπό ιδιαίτερα δύσκολες συνθήκες, λόγω στενότητας χώρου και υπό τη συνεχή λειτουργία της γραµµής παραγωγής, εκτός από τα πενθήµερα διαστήµατα που γινόντουσαν οι σκυροδετήσεις και οι εφαρµογές των σύνθετων υλικών. Εικόνα 7. Νότιο-δυτική άποψη του έργου (αριστερά), αποκατάσταση βλαβών στα σκυροδέµατα των όψεων (δεξιά)

10 Η στενή συνεργασία των µηχανικών του Αναδόχου µε τους µηχανικούς του ΚτΕ ήταν απαραίτητη ώστε να µην υπάρξουν χρονικές καθυστερήσεις στο έργο, να µην παρεµποδίζεται η λειτουργία και οι εργασίες συντήρησης του Εργοστασίου και το κυριότερο να µην προκληθούν ατυχήµατα στο προσωπικό του Αναδόχου και του Εργοστασίου. Λόγω της πυκνότητας των οπλισµών, για τις σκυροδετήσεις χρησιµοποιήθηκε σκυρόδεµα µε µέγιστο κόκκο αδρανών 1/2", ποιότητας C20/25. Οι σκυροδετήσεις γίνονταν ανά όροφο και ανά διάστηµα περίπου 20 ηµερών. Οι περιοχές των µανδυών στο εσωτερικό του ανελκυστήρα και στις δοκούς όπου δεν ήταν δυνατό να σκυροδετηθούν, κατασκευάστηκαν από εκτοξευόµενο σκυρόδεµα. Τα εµφατνούµενα τοιχώµατα κάτω από τα σιλό του Εργοστασίου κατασκευάστηκαν επίσης από εκτοξευόµενο σκυρόδεµα. Εικόνα 8. Περιοχή µανδύα κρυφοϋποστυλώµατος νέου τοιχώµατος (αριστερά), νέο τοίχωµα στη στάθµη µετά την επίχωση της θεµελίωσής του (δεξιά) 7.2 Ποιοτικός Έλεγχος Κατά τη διάρκεια του έργου εφαρµόστηκε αυστηρός ποιοτικός έλεγχος τόσο στην ποιότητα του σκυροδέµατος, του εκτοξευόµενου σκυροδέµατος, των οπλισµών, των συγκολλήσεων αλλά και όσον αφορά στις εργασίες εφαρµογής των σύνθετων υλικών. Η ποιότητα του σκυροδέµατος επιβεβαιώθηκε και πριν την έναρξη των σκυροδετήσεων µε δοκιµαστικά αναµίγµατα. Τα δοκίµια του εκτοξευόµενου σκυροδέµατος έδωσαν αντοχές κύβου περίπου 45 MPa. Οι θραύσεις δοκιµίων οπλισµών ήταν εντός των αποδεκτών ορίων. Λόγω της µεγάλης ταχύτητας εφαρµογής των σύνθετων υλικών (κάποιες µέρες εφαρµόζονταν 200 m2 υφάσµατος) τα συνεργεία προετοιµασίας της επιφάνειας και εφαρµογής των σύνθετων υλικών ήταν εξειδικευµένα και εργαζόντουσαν υπό την συνεχή επίβλεψη των µηχανικών του εργολάβου και της επίβλεψης. Όλα τα συνεργεία εφαρµογής σύνθετων υλικών ήταν πιστοποιηµένα από τον Αµερικανικό Οίκο παραγωγής των σύνθετων υλικών που χρησιµοποιήθηκαν στο έργο (Fyfe Co. LLC The Fibrwrap Company). 7.3 Χρονοδιάγραµµα Το χρονοδιάγραµµα εκτέλεσης του έργου ήταν ιδιαίτερα κρίσιµο στοιχείο για την επιτυχή ολοκλήρωσή του. Η συνολική διάρκεια του έργου, συµπεριλαµβανοµένου και των οικοδοµικών αποκαταστάσεων ήταν περίπου 9 µήνες. Σύµφωνα µε το χρονοδιάγραµµα το εργοστάσιο διέκοπτε τη λειτουργία του σε 6 φάσεις (πέντε πενθήµερες και µία εξαήµερη) συνολικής διάρκειας 31 ηµερών. Οι ηµεροµηνίες διακοπής λειτουργίας του ήταν προκαθορισµένες πριν από την έναρξη του έργου καθώς βάσει αυτών είχαν προγραµµατιστεί οι παραγγελίες και οι φορτώσεις περλίτη στα πλοία για τους πελάτες του ΚτΕ. Είναι προφανές ότι απαιτήθηκε µεγάλη προσπάθεια και πολύ

11 καλός προγραµµατισµός για την τήρηση των χρονικών δεσµεύσεων του έργου. Σηµειώνεται ότι η χρηµατική ρήτρα για κάθε µέρα αλλαγής των ηµεροµηνιών διακοπής της λειτουργίας του ή για κάθε µέρα πέραν της 31ης που θα απαιτείτο η διακοπή της λειτουργίας του ανήρχετο στο ποσό των Τελικά το εργοστάσιο, χάρη στην επιτυχή εκτέλεση των εργασιών από τον εργολάβο, απαιτήθηκε να διακόψει τη λειτουργία του κατά 6 ηµέρες λιγότερο από τις 31 που προβλεπόταν, µε αντίστοιχο έµµεσο όφελος για τον Κύριου του Έργου. Εικόνα 9. Ενίσχυση πόδα υποστυλώµατος µε σύνθετα υλικά χωρίς την ανάγκη αποµάκρυνσης των µηχανολογικών εγκαταστάσεων (αριστερά), ενίσχυση δοκού σε διάτµηση και κορυφής υποστυλώµατος µε σύνθετα υλικά (δεξιά) 8 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Η παρούσα εργασία περιγράφει τα βασικά στοιχεία ενίσχυσης ενός βιοµηχανικού κτιρίου στην οποία συγκεράστηκαν µε επιτυχία συµβατικές και σύγχρονες µέθοδοι ενίσχυσης. Το αποτέλεσµα υπήρξε µια µελέτη η οποία εφαρµόστηκε µε µεγάλη επιτυχία στην αντισεισµική αναβάθµιση (στα επίπεδα του σύγχρονου ελληνικού αντισεισµικού κανονισµού) ενός εργοστασιακού συγκροτήµατος κατεργασίας περλίτη. Οι εργασίες ενίσχυσης εκτελέστηκαν σε µικρότερο χρόνο και σηµαντικά µικρότερο προϋπολογισµό από εκείνον που θα προέκυπτε µε εκτέλεση εργασιών αµιγώς συµβατικών µεθόδων ενίσχυσης. Με βάση το συγκεκριµένο έργο, το οποίο αποτελεί ένα σηµαντικό αντιπροσωπευτικό παράδειγµα εφαρµογής των σύγχρονων µεθόδων ενίσχυσης, αποδεικνύεται ότι µε την υιοθέτηση των µεθόδων αυτών µε χρήση προηγµένων υλικών και τεχνολογιών επιτυγχάνεται η ταχύτατη αναβάθµιση των παλαιών κατασκευών µε λογικό κόστος και κυρίως µε ελάχιστη ή καθόλου όχληση των ενοίκων ή των λειτουργιών των κατασκευών. Τα προηγµένα υλικά δεν αποτελούν πανάκεια για την επίλυση όλων των προβληµάτων, µπορούν όµως θαυµάσια να συνεργαστούν µε τις παραδοσιακές µεθόδους και υλικά στη δηµιουργία εύκολα υλοποιήσιµων και αποτελεσµατικών µεθόδων ενίσχυσης. Σηµαντικό στοιχείο των νέων αυτών τεχνολογιών και υλικών είναι η απλότητα εφαρµογής τους, φαινοµενικά τουλάχιστον. Η εφαρµογή των σύνθετων υλικών (εύκαµπτα υφάσµατα, σκληρές λάµες και άλλα προφίλ) είναι απαραίτητο να γίνεται από εξειδικευµένα και πιστοποιηµένα συνεργεία και κάτω από αυστηρές διαδικασίες ποιοτικού ελέγχου µε βάση τα διεθνή πρότυπα και κανονισµούς.