ΜΕΘΟ ΟΙ & ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΕΣ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ ΚΤΙΡΙΩΝ

Transcript

1 ΜΕΘΟ ΟΙ & ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΕΣ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ ΚΤΙΡΙΩΝ ΥΣΜΕΝΕΙΑ ΠΑΛΑΙΩΝ ΚΤΙΡΙΩΝ (a) Σχεδιασμός για σεισμικές δράσεις 50% των αντιστοίχων για νέα κτίρια (β) Μόρφωση Φ.Ο. με αρχιτεκτονικές υπερβολές (Έλλειψη κανονικότητας: γεωμετρίας ή αντοχής σε επίπεδο ορόφου ή κτιρίου) Στέφανος ρίτσος (γ) Προσδιορισμός των εντατικών μεγεθών με απλοποητικές παραδοχές Σ. Δ Ρ Ι Τ (Έλλειψη Σ υπολογιστικών Ο μέσων: απουσία Σχωρικής ανάλυσης & διδιάστατης Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Πανεπιστήμιο Πατρών πλαισιακής λειτουργίας) (δ) ιαστασιολόγηση με διαδικασίες που σήμερα έχουν αναθεωρηθεί (Ανακριβή προσομοιώματα, απουσία ικανοτικού σχεδιασμού και πλαστιμότητας, ανεπαρκείς κατασκευαστικές διατάξεις για ελάχιστα και μέγιστα, κ.α.) υνητική υσμένεια : έως : ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ Ποιες κατασκευές έχουν προτεραιότητα να ενισχυθούν, και πως θα προσδιοριστούν σε μεμονωμένη βάση; ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΑΝΑΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ Σ. Δ Ρ Ι Τ Η Σ τρωτότητα Ο Σ Η σπουδαιότητα και αριθμός χρηστών Το κόστος επέμβασης Η ηλικία Μπορούν (ή αξίζει τον κόπο) να ενισχυθούν και μέχρι ποιο σημείο; Μήπως η λύση της κατεδάφισης και ανακατασκευής είναι προτιμότερη; Τι μέσα (υλικά, μέθοδοι, τεχνικές) διατίθενται για να επέμβει κανείς και κάτω από ποιες προδιαγραφές αυτά εφαρμόζονται; Ποια είναι η καταλληλότερη μέθοδος ενίσχυσης ενός δεδομένου κτιρίου; Ποιο είναι το υπολογιστικό υπόβαθρο που είναι απαραίτητο στο μηχανικό για να τεκμηριώσει τις επιλογές του, και ποιες οι διαδικασίες ποιοτικού ελέγχου των εργασιών; Ο υπόλοιπος χρόνος ζωής της κατασκευής Αλλά και, Κοινωνικές, αισθητικές και πολιτιστικές διαστάσεις του θέματος 4

2 ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ ΑΝΑΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΑΝΑΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ ΘΕΜΑ ΥΣΚΟΛΟΤΕΡΟ ΑΠΟ ΤΟΝ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟ ΝΕΩΝ ΚΤΙΡΙΩΝ ο Στάδιο: Γνώσεις λίγες και όχι επαρκώς τεκμηριωμένες Αποτίμηση επάρκειας κατασκευής Απουσία κανονισμού ο Στάδιο: Μόρφωση του φορέα πιθανόν απαράδεκτη, αλλά υπαρκτή Λήψη απόφασης επέμβασης - Επιλογή λύσης Αβέβαιες εκτιμήσεις βασικών δεδομένων στην αρχική φάση τεκμηρίωσης Χρήση νέων υλικών υπό διερεύνηση ο Στάδιο: Σχεδιασμός λύσης Μικρή ή και αρνητική εξειδίκευση και εμπειρία συνεργείων 5 6 ο Στάδιο: Αποτίμηση επάρκειας κατασκευής ο Στάδιο: Λήψη απόφασης επέμβασης - Επιλογή λύσης Αποτύπωση Φ.Ο. Επισκευή της κατασκευής (αν υπάρχουν βλάβες) ή καμία επέμβαση Καταγραφή βλαβών ως σύνολο Εκτίμηση συνοριακών συνθηκών, κατακόρυφων φορτίων, Ενίσχυση της κατασκευής μηχανικών χαρακτηριστικών & υλικών μεμονωμένα στοιχεία Επιλογή στάθμης επιτελεστικότητας (επιθυμητή συμπεριφορά κατασκευής + πιθανότητα υπέρβασης σεισμικής δράσης) Κατεδάφιση της κατασκευής και ανέγερση νέας Αποτίμηση σεισμικής ικανότητας ιάγνωση αδυναμιών του φορέα 7 8

3 ο Στάδιο: Σχεδιασμός λύσης ΚΑΝΟΝΙΣΤΙΚΟ ΥΠΟΒΑΘΡΟ Συστάσεις για Προσεισμικές & Μετασεισμικές Επεμβάσεις (ΟΑΣΠ) Αναλυτική τεκμηρίωση αποδοχής της λύσης ΠΕΤΕΠ = Προσωρινές Εθνικές Προδιαγραφές ( 005 ιαστασιολόγηση επισκευασμένων/ενισχυμένων μελών Αμερικανικές Προδιαγραφές (FEMA Reports) Σχέδια λεπτομερειών οριστικής μελέτης επέμβασης Ευροκώδικας 8, Part Assessment & Retrofitting of Buildings Κοστολόγηση εργασιών (Draft 5, 5 preen 998-,, 004) Fib Bul 4, 4, 5 ΚΑΝ.ΕΠΕ. (Ελληνικός Κανονισμός Επεμβάσεων, Σχέδιο, Οκτ.005) 9 0 Τι το ΚΑΙΝΟΥΡΙΟ στον ΚΑΝ.ΕΠΕ.;.;.Στάθμες & Στόχοι Επιτελεστικότητας (Επιλογή με συμμετοχή του ιδιοκτήτη).στάθμες Αξιοπιστίας εδομένων.πρωτεύοντα ευτερεύοντα Στοιχεία Στόχος Επιτελεστικότητας: 4.Συνυπολογισμός Τοιχοπληρώσεων 5.Ελαστική Ανάλυση με χρήση τοπικών δεικτών συμπεριφοράς (m) m) 6.Εκτίμηση είκτη Συμπεριφοράς (q) σε υφιστάμενες κατασκευές 7.Ανελαστικές Αναλύσεις 8.Έλεγχος S d R d Σε όρους δυνάμεων για ψαθυρές αστοχίες ( ιάτμηση) Σε όρους παραμορφώσεων για πλάστιμες αστοχίες (Κάμψη) 9.Μεθόδους Επισκευής & Ενίσχυσης των Κατασκευών 0.Υπολογιστικό Υπόβαθρο για τον Έλεγχο των Επεμβάσεων ΣΤΑΘΜΕΣ ΕΠΙΤΕΛΕΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ & ΣΤΟΧΟΙ ΑΠΟΤΙΜΗΣΗΣ - ΑΝΑΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ Στάθμη Επιτελεστικότητας: Επιθυμητή Συμπεριφορά Κατασκευής = Αποδεκτός Βαθμός Βλάβης Επιτελεστικότητας: Στοχευόμενη Στάθμη Επιτελεστικότητας για Επιλεγμένη Σεισμική ράση Για πιθανότητα υπέρβασης 0% σε 50 έτη χρησιμοποιείται η δράση που προβλέπει ο ΕΑΚ 000 Για πιθανότητα υπέρβασης 50% λαμβάνεται υπόψη το 60% αυτής

4 ΣΤΑΘΜΕΣ ΕΠΙΤΕΛΕΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ & ΣΤΟΧΟΙ ΑΠΟΤΙΜΗΣΗΣ - ΑΝΑΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ ΣΤΑΘΜΕΣ ΑΞΙΟΠΙΣΤΙΑΣ Ε ΟΜΕΝΩΝ Εκφράζουν Τον βαθμό αξιοπιστίας των πληροφοριών και δεδομένων της κατασκευής Αφορούν - Γεωμετρία - Χαρακτηριστικά Υλικών - Έδαφος Θεμελίωσης Κατηγορίες - Υψηλή - Ικανοποιητική - Ανεκτή - Ανεπαρκής 4 ΣΤΑΘΜΕΣ ΑΞΙΟΠΙΣΤΙΑΣ Ε ΟΜΕΝΩΝ ΑΝΑΓΚΗ Ε ΑΦΟΤΕΧΝΙΚΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ Καθορίζουν την ακρίβεια δεδομένων που εισάγονται στους υπολογισμούς Επηρεάζουν τη διαδικασία αποτίμησης - σχεδιασμού Επηρεάζουν: Συντελεστές ασφάλειας των δράσεων (γg) Συντελεστές ασφάλειας των υλικών (γ m ) Επιλογή μεθόδου ανάλυσης 5 ΑΞΙΟΠΙΣΤΙΑ Ε ΟΜΕΝΩΝ ΓΙΑ ΤΑ ΥΛΙΚΑ ΣΚΥΡΟ ΕΜΑ Πυρήνες ανά δύο ορόφους ΧΑΛΥΒΑΣ Υψηλή: : 45% των κατακόρυφων στοιχείων 5% των οριζοντίων στοιχείων Ικανοποιητική: : 0% των κατακόρυφων στοιχείων 5% των οριζοντίων στοιχείων Υψηλή: : οκιμές δειγμάτων Ικανοποιητική: : Οπτική Αναγνώριση 6

5 ΣΤΑΘΜΕΣ ΑΞΙΟΠΙΣΤΙΑΣ Ε ΟΜΕΝΩΝ ΠΡΩΤΕΥΟΝΤΑ ΕΥΤΕΡΕΥΟΝΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ευτερεύοντα υνητικώς ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΑ Πρωτεύοντα ευτερεύοντα ΟΚΟΙ: ευτερεύοντα χωρίς απαίτηση ελέγχου Ουσιαστικώς τριτεύοντα 7 8 ΣΥΝΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ Υποχρεωτικά αν είναι δυσμενείς Προαιρετικά αν είναι ευμενείς Πώς; ΤΟΙΧΟΠΛΗΡΩΣΕΩΝ ΕΙ Η ΑΝΑΛΥΣΗΣ w = 0, Σ. L (Στ. Επ. Δ Α) Ρ Ι Τ ΣΤΑΤΙΚΗ Σ Ο ΕΛΑΣΤΙΚΗ Σ w = 0, L (Στ. Επ. Β) w = 0 (Στ. Επ. Γ) Ανοίγματα στη περιοχή του κέντρου ΥΝΑΜΙΚΗ ΕΛΑΣΤΙΚΗ Μέθοδος q Μέθοδος m Ε ανοιγ. ανοιγ. < 0% Ε τοιχ. Ε ανοιγ. ανοιγ. < 50% Ε τοιχ. 0% Ε τοιχ. Ε ανοιγ. 50% Ε τοιχ. Αμελείται το άνοιγμα Αμελείται η τοιχοποιία λοξοί θλιπτήρες ανά φάτνωμα ΣΤΑΤΙΚΗ ΑΝΕΛΑΣΤΙΚΗ ΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΕΛΑΣΤΙΚΗ Ανοίγματα κοντά στη περίμετρο Αμελείται η τοιχοπλήρωση 9 0

6 ΕΛΑΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ Κρίσιμο Μέγεθος: είκτης ανεπάρκειας στοιχείων λ= S el(q /R m el(q=) /R Προϋποθέσεις: λ<,5 ή αν λ>,5 μορφολογικά κανονικό ΕΛΑΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ (μέθοδος q) Προεκτίμηση είκτη Συμπεριφοράς q Μέσος είκτης ανεπάρκειας ορόφου λ k = n n λ i si, el ( q Σ. =) k Δ k- Ρ Ι Τ Σ Ο Σ λ,5 λ si, el ( q=) k k + ΌΧΙ: - Μεγάλες εσοχές λ,5 - Ασύμμετρη κατανομή μάζας- δυσκαμψία σε κάτοψη & καθ ύψος - Ασαφής γεωμετρία φέροντος οργανισμού λ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΕΙΚΤΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ (q) ΕΛΑΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ (μέθοδος m) δ d q B Σβi = q 00 q = 0. 6 A q B q =. 5 Γ q B Νέας Κατασκευής δ d μέγιστη αποδεκτή παραμόρφωση μέλους = παραμόρφωση σχεδιασμού δ y παραμόρφωση διαρροής Ασφάλεια Ζωής Αποφυγή Κατάρρευσης Οριζόντια Στοιχεία Πρωτεύοντα δ d = 0,5 (δ y +δ u )/γ Rd ευτερεύοντα δ d = δ u /γ Rd δ d = δ u /γ Rd υνατότητα δ d απεριόριστο 4

7 Φd ΑΡΧΕΣ ΣΤΑΤΙΚΗΣ ΑΝΕΛΑΣΤΙΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ Καμπύλη Απαίτησης Φ δ = Τ 4π Φ d g Φd T Καμπύλη Απαίτησης T ΑΡΧΕΣ ΣΤΑΤΙΚΗΣ ΑΝΕΛΑΣΤΙΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ Στατική Οριζόντια Φόρτιση Βαθμιαία Αυξανόμενη μέχρι τέρμα δ δ δ PUSH-OER T T = α Φ d δ = β Φ δ W n 5 T Φ Σ. δ Δ Ρ Ι Τ Σ Καμπύλες Απαίτησης Ο Σ Καμπύλη Ικανότητας Ελαστικό Φάσμα α β 0,90,0 0,80,5 Ανελαστικά Φάσματα 5 6 δ δ δ δ δ ΕΛΕΓΧΟΣ Α Α Α Β ΕΠΑΡΚΕΙΑΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ Από τι πάσχει η κατασκευή; Επαρκές για την στάθμη Α Τι ιατίθεται; Β Επαρκές για την στάθμη Β Ανεπαρκές Γ Επαρκές για την στάθμη Γ δ 7 ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ Ποιος είναι ο στόχος της επεμβασης; Πώς θα γίνει ο Επανυπολογισμός; ΛΥΣΗΣ Υλικά και Τεχνολογίες Επεμβάσεων -Ειδικοί Τύποι Σκυροδέματος -Πολυμερικές Κόλες (ρητίνες) -Επισκευαστικά Κονιάματα -Επικολλητά Φύλλα από Χάλυβα ή Ινοπλισμένα Πολυμερή (FRP) - ιατμητικοί Σύνδεσμοι (Βλήτρα) Αγκύρια -Αγκυρώσεις και Συγκολλήσεις Νέων Ράβδων Οπλισμού Ειδικότερες Τεχνικές για : -Υποστυλώματα -Τοιχώματα - οκούς -Πλάκες -Κόμβους οκών-υποστυλωμάτων -Στοιχεία Θεμελίωσης Η Γενική Υπολογιστική ιaδικασία { Ανάλυση ιαστασιολόγηση Υπολογιστικά Θέματα για Ειδικότερες Τεχνικές 8

8 ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΩΣ ΣΥΝΟΛΟΥ (β) Αύξηση αντοχής ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΕΣ ΑΝΑΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ (δ) Αύξηση αντοχής & πλαστιμότητας Ασφαλής Σχεδιασμός (γ) Αναίρεση τοπικών αδυναμιών & αύξηση πλαστιμότητας Σ. Δ Ρ Ι Τ Σ Ο ΣΑνασφαλής (α) Χωρίς ενίσχυση σχεδιασμός Μετακινήσεις Στρατηγικές Ενίσχυσης Τέμνουσα Βάσης (s) Απαιτούμενη σεισμική ικανότητα 9 0 ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΕΣ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΑΠΟΤΥΠΩΣΗ ΥΠΑΡΧΟΥΣΑΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ Αντοχή Αντοχή & Πλαστιμότητα Πλαστιμότητα Ενφατνούμενα Τοιχώματα ικτυωτά Συστήματα Πλευρικά Τοιχώματα Μανδύες Αντοχή & υσκαμψία

9 ΠΡΟΤΑΣΗ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ Πρόσθετο τοίχωμα ΤΟΙΧΩΜΑΤΟΠΟΙΗΣΗ Υφιστάμενο υποστύλωμα Πρόσθετο τοίχωμα Υφιστάμενο υποστύλωμα μανδύας ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΠΤΕΡΥΓΙΩΝ Σ. Δ Ρ Ι Τ Σ Υφιστάμενο Ο Πρόσθετο Στοίχωμα (πτερύγιο) υποστύλωμα Υφιστάμενο υποστύλωμα Πρόσθετο τοίχωμα (πτερύγιο) μανδύας 4 ΜΕΘΟ ΟΙ ΕΠΕΜΒΑΣΗΣ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ ΚΤΙΡΙΩΝ ΑΠΟ Ο.Σ. ΩΣ ΣΥΝΟΛΟ (β) Η κατασκευή δικτυωτών συστημάτων μέτρια αύξηση αντοχής, κυρίως αύξηση δυσκαμψίας & πλαστιμότητας (α) Η κατασκευή τοιχωμάτων εντός πλαισίων Αύξηση δυσκαμψίας & αντοχής ιόρθωση σφαλμάτων σχεδιασμού Τύπος Μεταλλικά συστήματα (σχήμα Κ, ρόμβου ή χιαστί διαγωνίων) Κακή μόρφωση του φορέα Δ Ρ Ι Τ Σ Ο Σ Κρίσιμα σημεία Αξιολόγηση ανακατανομής έντασης Ασυμμετρία κατανομής δυσκαμψίας ή αντοχής καθ ύψος Επάρκεια αντοχής κόμβων Ασυμμετρία κατανομής εκκεντρότητας δυσκαμψίας σε κάτοψη Τοιχώματα από Ο.Σ. (έγχυτο ή εκτοξευόμενο) τύποι Προκατασκευασμένα τοιχώματα (panels) Τοιχοποιία από συμπαγείς οπτόπλινθους ή τσιμεντόπλινθους Κρίσιμα σημεία Νέο τοίχωμα + υποστύλωμα αυξημένη ένταση υποστυλώματος ενίσχυση με μανδύα Έλεγχος επάρκειας διαμήκους οπλισμού δοκών μεταφορά οριζοντίων δράσεων ορόφου Έλεγχος επάρκειας της αγκύρωσης των νέων ράβδων οπλισμού στον υφιστάμενο φορέα (γ) Η κατασκευή τοιχωμάτων-πτερυγίων μέτρια αύξηση αντοχής & δυσκαμψίας, βελτίωση πλαστιμότητα (δ) Η προσθήκη νέων κατακόρυφων στοιχείων μεγάλη αύξηση αντοχής, δυσκαμψίας & πλαστιμότητας Κατασκευαστικά θέματα Συστολή ξήρανσης υσκολία σκυροδέτησης (ανεπαρκή πρόσβαση στην κορυφή) 5 (ε) Η ενσωμάτωση στην κατασκευή συστημάτων απορρόφησης ενέργειας (μείωση εισαγόμενης σεισμικής έντασης) (στ) Η επιλεκτική ενίσχυση αδύναμων δομικών στοιχείων (αποφυγή πρόωρων αστοχιών & αύξηση πλαστιμότητας) 6

10 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ ΙΑΦΟΡΩΝ ΜΕΘΟ ΩΝ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΠΛΑΙΣΙΩΝ ΟΠΛΙΣΜΕΝΟΥ ΣΚΥΡΟ ΕΜΑΤΟΣ Πλευρική φόρτιση μονολιθικό τοίχωμα τοίχωμα εντός πλαισίου ΤΕΧΝΙΚΗ Αντοχή Δυσκαμψία Πλαστιμότητα ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ u / u,m u / u,f K / K m K / K f μ / μ m μ / μ f Τοιχώματα χιαστί δικτυώματα από έγχυτο σκυρόδεμα 0,50~,0,5~5,5 0,75~,0,5~5,5 0,85~0,95 0,90 Προκατασκευασμένα τοιχώματα 0,0~0,80,0~4,0 0,5~0,85,5~0,5 0,70~,95 0,70~.80 τσιμεντόπλιθες Οπλισμένη τοιχοποιία 0,60,50 0,5 7,0 0,50 _ Μεταλλικά πλαίσια Σ. Δ Ρ Ι Τ Σ και δικτυώματα Ο προκατ. 0,5~0,65,70~,70 Σ0,05~0,0,60~6,50 0,50~4,5,45~4,5 panels αρχικό πλαίσιο ΤΟΙΧΩΜΑΤΟΠΟΙΗΣΗ ΠΛΑΙΣΙΟΥ μανδύας νέο τοίχωμα Μετακινήσεις (x 0 - rad) 7 υποστύλωμα πλαισίου 8 ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΝΕΩΝ ΤΟΙΧΩΜΑΤΩΝ Ενδεικτική διάταξη συνδέσμων: α) κάτοψη, β) τομή σε θλιπτικό σύνδεσμο, γ) τομή σε εφελκυστικό σύνδεσμο Ενδεικτική θέση προεξοχών τοιχώματος για παρεμπόδιση ανύψωσης του εφελκυομένου πέλματός του 9 40