(a) Σχεδιασμός για σεισμικές δράσεις 50% των αντιστοίχων για νέα κτίρια

Transcript

1 ΑΝΑΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ (Α) ΥΣΜΕΝΕΙΑ ΠΑΛΑΙΩΝ ΚΤΙΡΙΩΝ (a) Σχειασμός για σεισμικές ράσεις 50% των αντιστοίχων για νέα κτίρια (β) Μόρφωση Φ.Ο. με αρχιτεκτονικές υπερβολές (Έλλειψη κανονικότητας: γεωμετρίας ή αντοχής σε επίπεο ορόφου ή κτιρίου) (γ) Προσιορισμός των εντατικών μεγεθών με απλοποητικές παραοχές Σ. Δ Ρ Ι Τ (Έλλειψη Σ υπολογιστικών Ο μέσων: απουσία Σχωρικής ανάλυσης & ιιάστατης Στέφανος ρίτσος πλαισιακής λειτουργίας) () ιαστασιολόγηση με ιαικασίες που σήμερα έχουν αναθεωρηθεί Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Πανεπιστήμιο Πατρών (Ανακριβή προσομοιώματα, απουσία ικανοτικού σχειασμού και πλαστιμότητας, ανεπαρκείς κατασκευαστικές ιατάξεις για ελάχιστα και μέγιστα, κ.α.) υνητική υσμένεια 1:2 έως 1:3 1 2 ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ Ποιες κατασκευές έχουν προτεραιότητα να ενισχυθούν, και πως θα προσιοριστούν σε μεμονωμένη βάση; ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΑΝΑΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ Σ. Δ Ρ Ι Τ Η Σ τρωτότητα Ο Σ Η σπουαιότητα και αριθμός χρηστών Το κόστος επέμβασης Η ηλικία Μπορούν (ή αξίζει τον κόπο) να ενισχυθούν και μέχρι ποιο σημείο; Μήπως η λύση της κατεάφισης και ανακατασκευής είναι προτιμότερη; Τι μέσα (υλικά, μέθοοι, τεχνικές) ιατίθενται για να επέμβει κανείς και κάτω από ποιες προιαγραφές αυτά εφαρμόζονται; Ποια είναι η καταλληλότερη μέθοος ενίσχυσης ενός εομένου κτιρίου; Ποιο είναι το υπολογιστικό υπόβαθρο που είναι απαραίτητο στο μηχανικό για να τεκμηριώσει τις επιλογές του, και ποιες οι ιαικασίες ποιοτικού ελέγχου των εργασιών; 3 Ο υπόλοιπος χρόνος ζωής της κατασκευής Αλλά και, Κοινωνικές, αισθητικές και πολιτιστικές ιαστάσεις του θέματος 4

2 ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ ΑΝΑΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΑΝΑΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ ΘΕΜΑ ΥΣΚΟΛΟΤΕΡΟ ΑΠΟ ΤΟΝ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟ ΝΕΩΝ ΚΤΙΡΙΩΝ 1 ο Στάιο: Γνώσεις λίγες και όχι επαρκώς τεκμηριωμένες Αποτίμηση επάρκειας κατασκευής Απουσία κανονισμού 2 ο Στάιο: Μόρφωση του φορέα πιθανόν απαράεκτη, αλλά υπαρκτή Λήψη απόφασης επέμβασης - Επιλογή λύσης Αβέβαιες εκτιμήσεις βασικών εομένων στην αρχική φάση τεκμηρίωσης 3 Χρήση νέων υλικών υπό ιερεύνηση ο Στάιο: Σχειασμός λύσης Μικρή ή και αρνητική εξειίκευση και εμπειρία συνεργείων ο Στάιο: Αποτίμηση επάρκειας κατασκευής 2 ο Στάιο: 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 ράσης) Κατεάφιση της κατασκευής και ανέγερση νέας Αποτίμηση σεισμικής ικανότητας ιάγνωση αυναμιών του φορέα 7 8

3 3 ο Στάιο: Σχειασμός λύσης Φd Ε.Α.Κ. Φd Αναλυτική τεκμηρίωση αποοχής της λύσης Φ = Τ 2 4π 2 Φ d g T 1 T 2 ιαστασιολόγηση επισκευασμένων/ενισχυμένων μελών T 1 T 2 T Σχέια λεπτομερειών οριστικής μελέτης επέμβασης V Κοστολόγηση εργασιών V = α Φd W n α β = β Φ 2 0,90 1,20 5 0,80 1,35 Κ 1 Κ2 Φ 9 T 1 T 2 10 Στατική Οριζόντια Φόρτιση Βαθμιαία Αυξανόμενη μέχρι τέρμα V 3 V 2 V 1 PUSH-OVER Σ. Δ Ρ Ι Τ Σ (β) Ο Αύξηση αντοχής Σ () Αύξηση αντοχής & πλαστιμότητας Ασφαλής (γ) Αναίρεση τοπικών αυναμιών Σχειασμός & αύξηση πλαστιμότητας V V 3 V 2 Καμπύλη Ικανότητας ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗ Τέμνουσα Βάσης ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΩΣ ΣΥΝΟΛΟΥ (α) Χωρίς ενίσχυση (s) Απαιτούμενη σεισμική ικανότητα Ανασφαλής σχειασμός Μετακινήσεις V 1 Στρατηγικές Ενίσχυσης

4 ΑΠΟΤΥΠΩΣΗ ΥΠΑΡΧΟΥΣΑΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΕΣ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ Αντοχή Αντοχή & Πλαστιμότητα Πλαστιμότητα Ενφατνούμενα Τοιχώματα ικτυωτά Πλευρικά Μανύες Συστήματα Τοιχώματα Αντοχή & υσκαμψία ΠΡΟΤΑΣΗ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ Πρόσθετο τοίχωμα ΤΟΙΧΩΜΑΤΟΠΟΙΗΣΗ Υφιστάμενο υποστύλωμα Πρόσθετο τοίχωμα ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΠΤΕΡΥΓΙΩΝ Υφιστάμενο υποστύλωμα μανύας Υφιστάμενο υποστύλωμα Πρόσθετο τοίχωμα (πτερύγιο) Υφιστάμενο υποστύλωμα Πρόσθετο τοίχωμα (πτερύγιο) μανύας 15 16

5 ΜΕΘΟ ΟΙ ΕΠΕΜΒΑΣΗΣ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ ΚΤΙΡΙΩΝ ΑΠΟ Ο.Σ. ΩΣ ΣΥΝΟΛΟ (α) Η κατασκευή τοιχωμάτων εντός πλαισίων Αύξηση υσκαμψίας & αντοχής ιόρθωση σφαλμάτων σχειασμού Κακή μόρφωση του φορέα Ασυμμετρία κατανομής υσκαμψίας ή αντοχής καθ ύψος Ασυμμετρία κατανομής εκκεντρότητας υσκαμψίας σε κάτοψη (β) Η κατασκευή ικτυωτών συστημάτων Τύπος Κρίσιμα σημεία Μεταλλικά συστήματα (σχήμα Κ, ρόμβου ή χιαστί ιαγωνίων) Αξιολόγηση ανακατανομής έντασης Επάρκεια αντοχής κόμβων μέτρια αύξηση αντοχής, κυρίως αύξηση υσκαμψίας & πλαστιμότητας Κρίσιμα σημεία Τοιχώματα από Ο.Σ. (έγχυτο ή εκτοξευόμενο) τύποι Προκατασκευασμένα τοιχώματα (panels) Τοιχοποιία από συμπαγείς οπτόπλινθους ή τσιμεντόπλινθους Νέο τοίχωμα + υποστύλωμα αυξημένη ένταση υποστυλώματος ενίσχυση με μανύα (γ) Η κατασκευή τοιχωμάτων-πτερυγίων μέτρια αύξηση αντοχής & υσκαμψίας, βελτίωση πλαστιμότητα Έλεγχος επάρκειας ιαμήκους οπλισμού οκών μεταφορά οριζοντίων ράσεων ορόφου Έλεγχος επάρκειας της αγκύρωσης των νέων ράβων οπλισμού στον υφιστάμενο φορέα () Η προσθήκη νέων κατακόρυφων στοιχείων μεγάλη αύξηση αντοχής, υσκαμψίας & πλαστιμότητας Κατασκευαστικά θέματα Συστολή ξήρανσης υσκολία σκυροέτησης (ανεπαρκή πρόσβαση στην κορυφή) 17 (ε) Η ενσωμάτωση στην κατασκευή συστημάτων απορρόφησης ενέργειας (μείωση εισαγόμενης σεισμικής έντασης) (στ) Η επιλεκτική ενίσχυση αύναμων ομικών στοιχείων (αποφυγή πρόωρων αστοχιών & αύξηση πλαστιμότητας) 18 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ ΙΑΦΟΡΩΝ ΜΕΘΟ ΩΝ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΠΛΑΙΣΙΩΝ ΟΠΛΙΣΜΕΝΟΥ ΣΚΥΡΟ ΕΜΑΤΟΣ Πλευρική φόρτιση ΤΕΧΝΙΚΗ Αντοχή Δυσκαμψία Πλαστιμότητα μονολιθικό τοίχωμα Σ. τοίχωμα εντός πλαισίου Δ Ρ Ι Τ Σ Ο ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ V u / V u,m V u / V u,f ΣK / K m K / K f μ / μ m μ / μ f Τοιχώματα από έγχυτο 0,50~1,0 3,5~5,5 0,75~1,0 12,5~25,5 0,85~0,95 0,90 χιαστί ικτυώματα σκυρόεμα Προκατασκευασμένα 0,20~0,80 1,20~4,20 0,15~0,85 3,5~20,5 0,70~3,95 0,70~3.80 τοιχώματα τσιμεντόπλιθες Οπλισμένη τοιχοποιία 0,60 3,50 0,35 7,30 0,50 _ Μεταλλικά πλαίσια προκατ. panels και ικτυώματα 0,35~0,65 1,70~3,70 0,05~0,30 1,60~6,50 0,50~4,35 1,45~4,25 αρχικό πλαίσιο Μετακινήσεις (x 10-2 rad) ΤΟΙΧΩΜΑΤΟΠΟΙΗΣΗ νέο τοίχωμα ΠΛΑΙΣΙΟΥ μανύας 19 υποστύλωμα πλαισίου 20

6 ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΝΕΩΝ ΤΟΙΧΩΜΑΤΩΝ Ενεικτική ιάταξη συνέσμων: α) κάτοψη, β) τομή σε θλιπτικό σύνεσμο, Ενεικτική θέση προεξοχών τοιχώματος γ) τομή σε εφελκυστικό σύνεσμο για παρεμπόιση ανύψωσης του εφελκυομένου πέλματός του Τι ιατίθεται; ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ Ποιος είναι ο στόχος της επεμβασης; Από τι πάσχει η κατασκευή; ΛΥΣΗΣ ΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΠΙΣΚΕΥΑΣΜΕΝΩΝ/ΕΝΙΣΧΥΜΕΝΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Λογική σύνθετου μέλους: παλαιό + νέο, συνεργάζονται Υλικά και Τεχνολογίες Επεμβάσεων -Ειικοί Τύποι Σκυροέματος -Πολυμερικές Κόλες (ρητίνες) -Επισκευαστικά Κονιάματα -Επικολλητά Φύλλα από Χάλυβα ή Ινοπλισμένα Πολυμερή (FRP) (β) Αποτίμηση βαθμού βλάβης - ιατμητικοί Σύνεσμοι (Βλήτρα) Αγκύρια -Αγκυρώσεις και Συγκολλήσεις Νέων Ράβων Οπλισμού (γ) Έλλειψη τεχνικών προιαγραφών περιορισμός ιατμητικής ολίσθησης στην ιεπιφάνεια και καθέτου απομάκρυνσης Μειωμένος βαθμός αξιοπιστίας αποτελεσμάτων (α) Έλλειψη επαρκώς τεκμηριωμένης πρακτικά αξιοποιήσιμης γνώσης για τη μηχανική των ιεπιφανειών και πρωταρχικών παραμορφώσεων Πώς θα γίνει ο Επανυπολογισμός; Ειικότερες Τεχνικές για : -Υποστυλώματα -Τοιχώματα - οκούς -Πλάκες -Κόμβους οκών-υποστυλωμάτων -Στοιχεία Θεμελίωσης Η Γενική Υπολογιστική ιaικασία { Ανάλυση ιαστασιολόγηση Υπολογιστικά Θέματα για Ειικότερες Τεχνικές 23 Υπολογιστική ιαικασία (α) Έλεγχος επάρκειας ιεπιφανειών (β) Χρήση Αναθεωρημένων Συντελεστών Ασφάλειας για τα υλικά (γ) Προσιορισμός Ικανότητας του στοιχείου -Ακριβής αναλυτική εκτίμηση: -Προσεγγιστικά: ως σύνθετο μέλος με συνυπολογισμό της ολίσθησης στην ιεπιφάνεια αναγωγή σε αντίστοιχο μονολιθικό μέλος 24

7 ΕΛΕΓΧΟΣ ΕΠΑΡΚΕΙΑΣ ΙΕΠΙΦΑΝΕΙΩΝ S R d d ιεπ. ιεπ. V sd VRd παλαιό σκυρόεμα F AB Β Α ι ιεπ. V i-j l i-j Γ F ΓΔ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ Δ j νέο σκυρόεμα BΓ BΓ Vsd = F ΓΔ F V sd = VR,C + VR,fo + VR,f1 + VR,D + VR,we AB 1,65 VR,D = AD fcd fyd γrd ΣΥΝΘΕΤΟΥ ΣΤΟΙΧΕΙΟΥ P ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΕΣ ΜΟΝΟΛΙΘΙΚΟΤΗΤΑΣ Δυσκαμψία πραγματικού σύνθετου στοιχείου k = Δυσκαμψία μονολιθικού στοιχείου Σ. Δ Ρ Ι Τ Σ k Πλήρης Αλληλεπίραση Αντοχή πραγματικού σύνθετου στοιχείου k r Ο Σ = Αντοχή μονολιθικού στοιχείου k k k r 1,0 Μερική Αλληλεπίραση Πλαστιμότητα πραγματικού σύνθετου στοιχείου k μ = Πλαστιμότητα μονολιθικού στοιχείου ιαχωρισμός k u Οριακή παραμόρφωση πραγματικού σύνθετου στοιχείου = Οριακή παραμόρφωση μονολιθικού στοιχείου 27 28

8 F y,m F y Α/Α Τρόπος σύνεσης στην ιεπιφάνεια k Fy k y k u Εντατικό μέγεθος F = k F y Fy y,m y = k y y,m = 1 W D R RD u k u u, M 5 ΝΤa NTP y,m y u 7 Ε u,m Παραμόρφωση 8 ΝΤ Καμπύλη Σχειασμού Ενισχυμένου Μέλους Συντελεστές Μονολιθικότητας 29 30