- Για αποκαταστάσεις μετά από βλάβες - Για ενισχύσεις - Για αλλαγή χρήσης Στέφανος ρίτσος Αναπλ. Καθηγητής και σε νέες κατασκευές Σ.

Transcript

1 ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΕΙΣ ΧΑΛΥΒΩΝ ΟΠΛΙΣΜΟΥ ΣΚΥΡΟ ΕΜΑΤΟΣ Σε ποιες περιπτώσεις χρειάζεται; Κυρίως σε επεμβάσεις σε υφιστάμενες κατασκευές Για αποκαταστάσεις μετά από βλάβες Για ενισχύσεις Για αλλαγή χρήσης Στέφανος ρίτσος Αναπλ. Καθηγητής Σ. Δ Ρ Ι Τ Όμως Σ και σε νέες κατασκευές Ο Σ Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Πανεπιστήμιο Πατρών Νέα μορφοποιημένα υλικά Συστήματα αγκυρώσεων Συγκράτηση Ράβδων 1 2 4

2 Προσθήκη νέων στρώσεων σκυροδέματος (ιδιαίτερα απαραίτητη σε μονόπλευρη επέκταση ή ανοιχτό μανδύα υποστυλωμάτων) ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΕΙΣ ΡΑΒ ΩΝ ΟΠΛΙΣΜΟΥ 1. υπάρχον υποστύλωμα, 2. επέκταση υποστυλώματος Είδη συγκολλήσεων: (1,8) Ουρανός, (2,4,5,9) Ανεβατό (ή Κατεβατό ), () Πλάκα, (6,7) Οριζόντιο, (10) Μετωπική 1. παλιό υποστύλωμα, 2. ενίσχυση.. παλιοί οπλισμοί, 4. πρόσθετοι οπλισμοί, 5. πρόσθετοι συνδετήρες, 6. συγκολλήσεις, 7. αναρτήρες πάπιες. 5 6 α >50mm α 50mm Σ. παλαιά ράβδος Δ νέα Ρ ράβδος Ι Τ Σ Ο Σ Μία ή δύο καβίλλιες Σύνδεσμοι τύπου Ω ( πάπιες ) ~ 10 α h s ~ 10 α 20 mm ΥΣΚΑΜΠΤΟΙ ΣΥΝ ΕΣΜΟΙ ΕΥΚΑΜΠΤΟΙ ΣΥΝ ΕΣΜΟΙ 7 Χρήση Ηλεκτροσυγκολλημένων Συνδέσμων 8

3 Σύνδεσμοι ΠαλαιώνΝέων Ράβδων Οπλισμού ~ 10 α α 50mm ΥΣΚΑΜΠΤΟΙ ΣΥΝ ΕΣΜΟΙ Μία ή δύο καβίλλιες ~ 10 α Σ. Δ Ρ Ι Τ Σ Ο ~ 10 α Σπαλαιά ράβδος h α >50mm 20 mm s νέα ράβδος Σύνδεσμοι τύπου Ω ( πάπιες ) ΕΥΚΑΜΠΤΟΙ ΣΥΝ ΕΣΜΟΙ 9 10 Άνοιγμα Συνδετήρων 11 12

4 Ηλεκτροσυγκόλληση Άκρων Συνδετήρων Μανδύα Μορφή συνδετήρα με ηλεκτροσυγκολλημένα άκρα 1 14 Αποκοπή Οπλισμού και Πλάκα Αγκύρωσης Ορθογωνικοί συνδετήρες με συγκόλληση 2 τμημάτων Π 2 χαλύβδινες πλάκες Α d Εξαγωνικά περικόχλια ή ηλεκτροσυγκολλήσεις επί της πλάκας Συνδετήρες εκτός του κόμβου 15 Α Όψη ΑΑ 16

5 Προσθήκη μήκους αγκύρωσης τεχνική καμπούρας Επέκταση Οπλισμού Προβόλων συνδ. Φ8/50 συνδ. Φ8/ Συγκολλημένη Εγκάρσια Ράβδος Εκτός της Μάζας του Σκυροδέματος ως Σύστημα Αγκύρωσης Κοντές Αναμονές; d trans Στις κρίσιμες περιοχές των δομικών στοιχείων Ο Ευροκώδικας 8, pren 19981, ( 5.6.) δεν επιτρέπει ηλεκτροσυγκολλήσεις με υπερκάλυψη. ΟΚΤΧ2007 συνιστά να αποφεύγονται όλες. Για εξαιρετικές ανάγκες απαιτεί διασφάλιση ικανοποιητικής ολκιμότητας της σύνδεσης l απ = 78Φ, C16/20 67Φ, C20/25 19 Συγκόλληση ράβδων ορόφου Συγκόλληση αναμονών 20

6 Πεδίο Εφαρμογής Μεθόδων Συγκόλλησης για Συγκολλήσιμους Χάλυβες Μέθοδος συγκόλλησης Συγκολλήσεις τόξου Χειρωνακτική συγκόλληση τόξου με επενδεδυμένα ηλεκτρόδια (SMAW) Ημιαυτόματησυγκόλλησητόξουσε προστατευτική ατμόσφαιρα ArCO2 (GMAW, MAG) Ημιαυτόματησυγκόλλησητόξουσε προστατευτική ατμόσφαιρα ArCO2 με σωληνωτά ηλεκτρόδια (FCAW) Ημιαυτόματη αυτοπροστατευόμενη συγκόλληση τόξου με σωληνωτά ηλεκτρόδια (FCAW) Αυτογενήςσυγκόλλησημεσπινθηρισμούς Συγκόλληση με τριβή Τύπος σύνδεσης Μετωπική χωρίς υποστήριξη της ρίζας Μετωπική με μόνιμη υποστήριξη της ρίζας Κατά παράθεση Με λωρίδες Σταυρωτή Μετωπική Μετωπική Με άλλα χαλύβδινα στοιχεία Περιοχή ονομαστικών διαμέτρων σε mm Κ.Τ.Χ Αλλού Φ20 EC2 Φ16 EC2 Με άλλα χαλύβδινα στοιχεία 4 DIN 241 (1997) Welding of reinforcing steel for concrete quality Σ. Δ Ρ Ι Τ Σ Ο Κατά παράθεση requirements Σ Συγκόλληση με ηλεκτρική αντίσταση Σταυρωτή 520 Φ16 EC2 5 DIN 4099 (1978) Welding of reinforcing steel Μετωπική 625 Execution of welding work and testing Κατά παράθεση 6 ΠΕΤΕΠ ( Προσθήκη οπλισμού με ηλεκτροσυγκόλληση Συγκόλληση με προεξοχή (project welding) Σταυρωτή Κ.Τ.Χ. (2007) Σχέδιο Κανονισμός Τεχνολογίας Χαλύβων Αυτογενήςσυγκόλλησημεσυμπίεσηκαι θέρμανση με αέριο Μετωπική International standard ISO (2006) American National Standard ANSI/AWS D1.492 BS 712 (1989) Κανονιστικό Πλαίσιο Welding of reinforcing steel Part 1: Loadbearing welded joints Part 2: Non loadbearing welded joints Structural welding codereinforcing steel Metal are welding of steel for concrete reinforcement 22 Μετωπική Συγκόλληση (Κ.Τ.Χ ) ιαδοχική εκτέλεση κορδονιών και πάσων Μετωπική σύνδεση με υποστήριγμα της ρίζας της συγκόλλησης Σύνδεση κατά παράθεση με τεχνικές τόξου (Κ.Τ.Χ ) Σταυρωτή Συγκόλληση (Κ.Τ.Χ ) Σύνδεση με λωρίδες (Κ.Τ.Χ ) 2 24

7 Συγκολλήσεις επί Εγκαρσίου Χαλύβδινου Στοιχείου (Σχέδιο Κ.Τ.Χ. 2007) ΚΑΜΨΕΙΣ ΣΥΓΚΟΛΛΗΜΕΝΩΝ ΟΠΛΙΣΜΩΝ (EC2 l Ø) Ελάχιστη διάμετρος D καμπύλωσης για συγκολλημένους σταυρωτούς οπλισμούς Κάμψη οπλισμού μακριά από θέσεις ηλεκτροσυγκόλλησης Ράβδος διερχόμενη από χαλύβδινο στοιχείο Ράβδος αγκυρούμενη εντός του πάχους του χαλύβδινου στοιχείου > 2Φ > 2Φ x> 4Φ Φ για σταυρωτή x> 2Φ άλλες Μετωπική συγκόλληση ράβδου επί χαλύβδινου στοιχείου Για περισσότερες από μία ράβδους s>d Στις περιπτώσεις αγκυρώσεων ο ΕΚΩΣ απαιτεί δοκιμές και εγκριτικές αποφάσεις Αναγνώριση Υλικού Πότε Επιτρέπεται η Συγκόλληση; Αν Απαιτείται: Χημική Ανάλυση C<0.24% και Ceq < 0.52% Συγκολλήσιμος (ΕΛΟΤ 10080) οκίμιο μικρών διαστάσεων Σ. (2εκ.) Δ Φασματοσκοπική Ρ μέθοδος Ι Τ Σ Ο Σ είγμα σε μορφή ρινισμάτων Τεχνική ατομικής αναρρόφησης Mn Cr+ Mo+ V Ni + Cu Όλοι οι νέοι χάλυβες Β500A και Ceq = C+ + + Β500c Παλαιοί χάλυβες S500s, S400s Συνιστάται (για επιβεβαίωση): S220, StI Μέτρηση σκληρότητας και μεταλλογραφικός έλεγχος Συνιστάται (αν δεν γίνεται ζημιά λόγω του απαιτούμενου μήκους δοκιμίου): οκιμή εφελκυσμού 0.25% C < 0.45% και Ceq < 0.70% Συγκολλήσιμος υπό προϋποθέσεις C 0.45% ή/και Ceq 0.70% Μη Συγκολλήσιμος (ΣΧΕ ΙΟ Κ.Τ.Χ.2007) STIII, S4OO ; (ΣΧΕ ΙΟ Κ.Τ.Χ.2007) 27 (Για εξαιρετικές ανάγκες Συγκόλληση μετά από ειδική μελέτη Σύνταξη ειδικής προδιαγραφής Επίβλεψη ειδικών) 28

8 ιαγράμματα τάσεων παραμορφώσεων δοκιμασθέντων χαλύβων (Τζωρτζάκης κ.α.,., 1990) 29 Σύγκριση διαγραμμάτων πριν και μετά την συγκόλληση μετωπική (Τζωρτζάκης κ.α.,., 1990) 0 Σύγκριση διαγραμμάτων τάσεων παραμορφώσεων πριν και μετά την συγκόλληση με διπλή παράθεση (Τζωρτζάκης κ.α.,., 1990) 1 Συγκόλληση Χαλύβων Συγκολλήσιμων υπό προϋποθέσεις Τύποι Σύνδεσης Κατά παράθεση Σ. Δ Ρ Ι Τ Σ Με λωρίδες Ο Σ Μετωπική Με άλλα στοιχεία Βήματα Εργασίας Βήμα 1 ο : Καθαρισμός παλαιού οπλισμού Σκουριά Οργανικές και λιπαρές ουσίες Βήμα 2 ο : Προθέρμανση Τ=200 ο C 250 o C σε όλο το μήκος της σύνδεσης + 50mm εκατέρωθεν Μέτρηση Τ με φορητό θερμοστοιχείο Εναλλακτικά με θερμοευαίσθητους χρωματοδείκτες (κιμωλίες) 2

9 Βήμα ο : Εργασία Συγκόλλησης Κατάπαράθεσηήμελωρίδες Μέθοδος: Συγκόλληση τόξου (α) Χειρονακτική με επενδεδυμένα ηλεκτρόδια (SMAW) Συνιστώνται: Ηλεκτρόδια ρουτιλίου Ε601 Ηλεκτρόδια χαμηλού υδρογόνου Ε9018 (f y =4080MPa, f t =40460MPa, ε s =1722%) Μετωπική Συγκόλληση Μέθοδος: Ημιαυτόματη συγκόλληση σε ατμόσφαιρα ArCO2 (GMAW ή MAG) εν επιτρέπεται η χειρονακτική (SMAW) κίνδυνος παρουσίας μη μεταλλικών εγκλεισμάτων διασπορά στα μηχανικά χαρακτηριστικά Ηλεκτρόδια όπως και στην κατά παράθεση ER70S6 για S400 ER805G για S500 (f y Σ. =50620MPa, f t ~ 620MPa, Δ ε s =1424%) Ρ Ι Τ Σ Ο Σ Λοξοτομές όπως και για τους νέους οπλισμούς (καλλίτερη το κατακόρυφο διπλό V) (β) Ημιαυτόματη σε ατμόσφαιρα ArCO 2 (GMAW ή MAG) Να προτιμηθεί εφόσον υπάρχει δυνατότητα Προσεκτική αφαίρεση σκουριάς μεταξύ εν απαιτεί ιδιαίτερη επιδεξιότητα συγκολλητή διαδοχικών πάσων Συνιστώνται: Ηλεκτρόδιοσύρμα ΕR70S6 (f y =420MPa, f t =540MPa, ε s =25%) ήυψηλότερηςαντoχής ER805G (f y =460MPa, f t =570MPa, ε s =22%) Έλεγχος θερμοκρασίας μετάλλου σε κάθε πάσο στα όρια των (200250) ο C 4 Οδηγίες Τεχνικής Αρτιότητας Επιλέγεται: Καλός καιρός και ξηρός Πιστοποιημένες διαδικασίες (μονάδες διαμόρφωσης) εν επιτρέπεται σε περίπτωση βροχής, υγρό περιβάλλον, Σ. άνεμο Δ Ρ Ι Τ Σ Ο Σ Πιστοποιημένοι συγκολλητές θερμοκρασίες κάτω του μηδενός (Σε περίπτωση ανάγκης: λήψη ειδικών μέτρων) Μη πιστοποιημένος συγκολλητής; Εκτελείται αργά Επιτρέπεται για συγκεκριμένη μέθοδο και τύπο συγκόλλησης, από διπλωματούχο Ήρεμη ψύξη στον αέρα συγκολλητή Α τάξης (Επαγγ. Άδεια από τις Υπηρεσίες Βιομηχανίας του Υπουργείου Εθνικής Οικονομίας), εφόσον προηγουμένως κατασκευάσει δοκίμια και ελεγχθούν (Απαγορεύεται η επιτάχυνση της απόψυξης π.χ. με νερό) επιτυχώς. Έλεγχος Ποιότητας Απαιτούνται: Πιστοποίηση και Έλεγχος Ίδιες δοκιμές που προβλέπονται για τις νέες ράβδους Έλεγχος σκληρότητας στην συγκόλληση + ΘΕΖ (~Φ/2) Σε αυτοματοποιημένες διαδικασίες συγκόλλησης στο εργοστάσιο ή μονάδα διαμόρφωσης Ελέγχεται το τελικό προϊόν < 50 HV (00HV) 5 Σε χειρωνακτικές ή ημιαυτόματες διαδικασίες στο εργοτάξιο Ελέγχεται η ικανότητα του ηλεκτροσυγκολλητή 6

10 Πεδίο Εφαρμογής και Πλήθος οκιμίων για Έλεγχο Ποιότητας Συγκόλλησης (ΣΧΕ ΙΟ Κ.Τ.Χ.2007) Μέθοδος συγκόλλησης Συγκόλληση τόξου Τύπος σύνδεσης Μετωπική Κατά παράθεση/ Με λωρίδες Σταυρωτή Πλήθος δοκιμίων Δοκιμή Δοκιμή Δοκιμή εφελκυσμού κάμψης διάτμησης * * Έλεγχοι Συγκολλήσεων Οπτικός έλεγχος (ρωγμές, ατελής διείσδυση) Μηχανικές οκιμές Εφελκυσμού Κάμψης Διάμετρος ράβδου (mm) Διάμετρος στη δοκιμή κάμψης (mm) Με άλλα μεταλλικά d 8 5d στοιχεία 8<d 12 6d * Δοκιμή διάτμησης στην ράβδο που ενδιαφέρει 12<d 20 8d 20<d 2 10d 2<d 12d Αν αστοχήσει ένα δοκίμιο κατασκευάζονται 2 πρόσθετα Αν αστοχήσει ένα από τα πρόσθετα απόρριψη Έλεγχος: όχι ρωγμές στην ράβδο 7 8 ιάτμησης F S F A b f yk F S F = Συντελεστής ιάτμησης 0, γιαφέρουσεςσυνδέσεις d trans Επιπλέον d min 0,5d max εν γένει ( 0,57EC2) d min 0,6d max για δομικά πλέγματα πάχος ραφής max(0,d min, 4mm) πάχος ραφής max(0,5d min, 6mm) Για περισσότερες εγκάρσιες ράβδους S d trans 9