Στο Κεφάλαιο 6 περιλαμβάνονται τα προσομοιώματα συμπεριφοράς. Οδηγίες για τον τρόπο εφαρμογής τους δίνονται στα άλλα κεφάλαια του ΚΑΝ.ΕΠΕ., όταν και ό

Transcript

1 ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΣ ΕΠΕΜΒΑΣΕΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΑΙ 6 ΒΑΣΙΚΑ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΜΑΤΑ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ Ελισάβετ Βιντζηλαίου 1

2 Στο Κεφάλαιο 6 περιλαμβάνονται τα προσομοιώματα συμπεριφοράς. Οδηγίες για τον τρόπο εφαρμογής τους δίνονται στα άλλα κεφάλαια του ΚΑΝ.ΕΠΕ., όταν και όπου απαιτείται (π.χ. στο Κεφάλαιο 8). Καθώς η έρευνα εξελίσσεται, ξλί θα προκύπτει η ανάγκη αναθεώρησης του Κεφαλαίου 6, το οποίο-επομένως επομένως-δεν μπορεί να θεωρείται παγιωμένο. 2

3 Περιεχόμενα Προσομοιώματα μηχανισμών μεταφοράς δυνάμεων Μεταφορά δυνάμεων από σκυρόδεμα σε σκυρόδεμα Μεταφορά δυνάμεων από χάλυβα σε σκυρόδεμα μέσω αγκυρίων και βλήτρων Απλοποιημένος υπολογισμός μεταφοράς διατμητικών δυνάμεων μέσω ωπλισμένων διεπιφανειών Αγκύρωση ελασμάτων από χάλυβα ή ΙΩΠ ή υφασμάτων από ΙΩΠ σε σκυρόδεμα Περίσφιγξη σκυροδέματος Ενίσχυση ματίσματος μέσω εξωτερικής περίσφιγξης Διαγράμματα ροπών-καμπυλοτήτων Διαθέσιμη πλαστική γωνία στροφής 3

4 Μεταφορά δυνάμεων από σκυρόδεμα σε σκυρόδεμα Θλίψη μεταξύ παλαιού και νέου σκυροδέματος: : Η αντοχή της διεπιφάνειας υπολογίζεται με βάση την θλιπτική αντοχή του ασθενέστερου από τα δυο σκυροδέματα. (Στις συνήθεις περιπτώσεις, αμελείται το γεγονός ότι στην περιοχή των διεπιφανειών παρατηρείται μειωμένο μέτρο ελαστικότητας και τοπικώς αυξημένες παραμορφώσεις) Θλίψη προρηγματωμένου σκυροδέματος: Επιστράτευση θλιπτικών τάσεων πριν να κλείσει πλήρως η ρωγμή. (Συντηρητικώς, αυτό το φαινόμενο μπορεί να αμελείται-και λόγω της δυσμενούς επιρροής της ανακύκλισης) 4

5 Συνοχή μεταξύ παλαιού και νέου σκυροδέματος: : Υπό όρους (όπως ς προετοιμασία της επιφάνειας, χύτευση του νέου σκυροδέματος υπό πίεση), η συνοχή μπορεί να λάβει τιμή ίση με ποσοστό της εφελκυστικής αντοχής του ασθενέστερου από τα δυο σκυροδέματος. (Στους ελέγχους, αυτός ο χημικός δεσμός, ο οποίος είναι ενεργός για πολύ μικρές τιμές της ολισθήσεως κατά μήκος της διεπιφάνειας, τρεχόντως θα αμελείται. Εξαιρούνται οι περιπτώσεις κατά τις οποίες η αυξημένη αντοχή της διεπιφάνειας είναι δυσμενής). Τριβή μεταξύ παλαιού και νέου σκυροδέματος: : Γίνεται διάκριση μεταξύ λείων (χωρίς προηγούμενη επεξεργασία) και τραχειών (μετά από τράχυνση) διεπιφανειών. Εν γένει, u 0 5

6 Λί Λεία διεπιφάνεια τ τ ud ud 0, 4 Δυσμενής επιρροή της τριβής: μ=0,60 0 u =0,15σ 1 n 1 ud,n ud Μείωση λόγω επιρροής της ανακύκλισης (για γ n=3, προκύπτει μ=0,30, ή 0,45 (για ευμενή ή δυσμενή δράση) 6

7 Τραχειά διεπιφάνεια d ud 2 1/ 3 0,4 [σε ΜΡa] ] μ max =0,44(σ 0 / cc ) -2/3 σ 0 / cc Για δυσμενή δράση της τριβής: 0,60 η θλιπτική αντοχή του ασθενέστερου σκυροδέματος Επιστράτευση της μέγιστης αντίστασης, για τιμή της ολισθήσεως, =2,0mm. Για ταυτόχρονη δράση βλήτρου, =1,0mm 7

8 Αν δεν αναμένονται (ή αν δεν επιτρέπονται) τόσο μεγάλες ολισθήσεις, u u 0,5 0,5 d ud ud 1,14 / 3 u 0,81 0,19 u τ/τ Σχέση Σ(6.1) τ/τ ud τ ud Σχέση Σ(6.2) 1 n 0,05 c 0 1/ 2 1/3 1/ 2 n 1 Μείωση λόγω ανακύκλισης: Συνάρτηση του πλήθους και του εύρους των ανακυκλίσεων u u u 8

9 Τριβή ρβή λόγω λειτουργίας σφιγκτήρα φγ του οπλισμού Rd yd 0,3 Υπό την προϋπόθεση ότι η διεπιφάνεια υποβάλλεται σε επαρκώς μεγάλες ολισθήσεις και ότι ο οπλισμός είναι επαρκώς αγκυρωμένος εκατέρωθεν της διεπιφάνειας, ώστε να μπορεί να αναπτύξει τάση ίση με το όριο διαρροής του. μ: ο συντελεστής τριβής, ρβή ο οποίος αντιστοιχεί στην συνολική θλιπτική τάση σ ολ =ρ yd +σ 9

10 Μεταφορά δυνάμεων μέσω στρώσεως εποξειδικής κόλλας Θλίψη: Ηαντοχή της διεπιφάνειας λαμβάνεται ίση με την θλιπτική αντοχή του ασθενέστερου από τα δυο συνδεόμενα σκυροδέματα Εφελκυσμός: Η αντοχή της διεπιφάνειας ιφάνειας λαμβάνεται αι ίση με την εφελκυστική αντοχή του ασθενέστερου από τα δυο σκυροδέματα (υπό την προϋπόθεση της εφαρμογής των σχετικών προδιαγραφών και υπό την προϋπόθεση στρώσεως μικρού πάχους) Διάτμηση: η (Υπό όρους) η συνοχή ίση με την εφελκυστική αντοχή του ασθενέστερου σκυροδέματος (τρεχόντως, αμελείται). Ησυνολική ανθιστάμενη τέμνουσα προκύπτει ως άθροισμα της συμβολής της συνοχής και της συμβολής του σφιγκτήρα. 10

11 Μεταφορά δυνάμεων από χάλυβα σε σκυρόδεμα μέσω αγκυρίων και βλήτρων Βιομηχανικά αγκύρια ή τεμάχια ράβδων οπλισμού (με νευρώσεις)-συνήθως συνήθως εγκαθιστάμενα καθέτως στην διεπιφάνεια. εκ των υστέρων εγκαθιστάμενο Συμπεριφορά βλήτρου ή κόλλα ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΑΓΚΥΡΙΟΥ υπάρχον σκυρόδεμα διεπιφάνεια νέο σκυρόδεμα επί τόπου τοποθετούμενο Συμπεριφορά συνήθους ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΣΥΝΗΘΟΥΣ ΟΠΛΙΣΜΟΥ τεμάχιο ράβδου οπλισμού 11

12 Εξόλκευση ράβδων οπλισμού Για τον υπολογισμό του απαιτούμενου μήκους πλήρους αγκυρώσεως ή της μέγιστης εφελκυστικής δυνάμεως την οποία μπορεί να μεταφέρει η ράβδος για δεδομένο μήκος εμπήξεως, εφαρμόζονται οι σχέσεις του Κανονισμού για τον σχεδιασμό έργων από ωπλισμένο σκυρόδεμα. Εφαρμογή κατάλληλου προσομοιώματος για τον υπολογισμό της επιστρατευόμενης τάσης του χάλυβα συναρτήσει της μετωπικής ολίσθησής του. Όταν l l b, Όταν l l b, 1 d Rd 2E b E E : 1 yd 2 2d b E (Σχόλιο) 12

13 Δράση ηβ βλήτρου των ράβδων οπλισμού F d 2 F 130, d d ud b yd A yd 3 Αντοχή βλήτρου υπό μηδενική εκκεντρότητα Η αντίσταση αντιστοιχεί σε d=0,05d 05d b F ud 1,30d 2 b 1 1, Αντοχή βλήτρου υπό εκκεντρότητα, e yd A yd 3 e 3 d b yd F ud 0.65d 2 b yd A yd 3 [mm, MPa ] Επιρροή ανακύκλισης 13

14 Προϋποθέσεις ισχύος των σχέσεων Βάθος εμπήξεως=8d b 3d b 5d b d b 6d b Ελάχιστο βάθος εμπήξεως: 6d b, για το οποίο οι αντιστάσεις πολλαπλασιάζονται επί 0,75. Για βάθη έμπηξης μεταξύ 6 και 8 φορές την διάμετρο του βλήτρου: γραμμική παρεμβολή. Fd Fud 05Fud 0,5Fud d 0,1d u 1,80d u F F d ud 4 F 0,5 F d ud 3 0.1d 0,1du =0.005d ddu =0,05d =0,1db u b u b d 14

15 Αλληλεπίδραση μηχανισμών βλήτρου και τριβής N N Sd ud 3 / 2 F F Sd ud 3 / 2 1 Η πλήρης ενεργοποίηση του ενός από τους δυο μηχανισμούς συνεπάγεται μηδενισμό του άλλου. 15

16 Σχεδιασμός εμπηγνυόμενων αγκυρίων Εν γένει, ακολουθούνται οι οδηγίες του παραγωγού (ib-deign Guide-Deign o atening in concrete) Στο κείμενο δίνονται σχέσεις για τον υπολογισμό των αγκυρίων έναντι εφελκυσμού (αστοχία αγκυρίου, συνάφειας κόλλας και αγκυρίου, περιβάλλοντος σκυροδέματος) και έναντι διατμήσεως. 16

17 Απλοποιημένος υπολογισμός μεταφοράς διατμητικών δυνάμεων μέσω ωπλισμένων διεπιφανειών V Rd,int Rd, int bl Rd,int D D F d Η τιμή των συντελεστών συμμετοχής καθενός από τους μηχανισμούς εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, όπως Το μέγεθος της αναμενόμενης ολισθήσεως κατά μήκος της διεπιφάνειας Την δά διάμετρο και το μήκος των ράβδων του οπλισμού που διαπερνά την διεπιφάνεια Την θλιπτική αντοχή του σκυροδέματος Την ανακύκλιση της ολισθήσεως, κλπ. Για τιμές της ανεκτής σχετικής ολισθήσεως 1,00mm, β D =0,7 και β F =0,4. Όταν η τιμή της αναμενόμενης σχετικής ολισθήσεως είναι αβέβαιη ή όταν η εξωτερική θλιπτική δύναμη στην διεπιφάνεια είναι σχεδόν μηδενική, επιτρέπεται να λαμβάνονται υπ όψη οι ακόλουθες συντηρητικές τιμές των συντελεστών συμμετοχής: β D ββ F =0,6. 17

18 Αγκύρωση ελασμάτων από χάλυβα ή ΙΩΠ ή υφασμάτων από ΙΩΠ σε σκυρόδεμα Λόγω της μεγάλης αντοχής της κόλλας, αναμένεται εξάντληση της εφελκυστικής αντοχής του σκυροδέματος. Οδηγίες (μέσω σχέσεων) ) μόνον στα σχόλια. ΠΡΟΣΟΧΗ! Σε περιοχές όπου αναμένεται αλλαγή προσήμου της έντασης ΔΕΝ επιτρέπεται η εφαρμογή επικολλητών ελασμάτων/υφασμάτων ΙΩΠ. 18

19 Περίσφιγξη Μέσω συνδετήρων ή συνεχούςελάσματος ελάσματος από χάλυβα,c 1 2,5 wd αω w 0,10,c c 2,c ,125 1,25 0,002 wd 2,cc / αω w 0,10 Παραμόρφωση που αντιστοιχεί στην αντοχή cu,c,0035 0, 1 0 wd Παραμόρφωση αστοχίας: Στην στάθμη της αντοχής υπό μονοαξονική θλίψη επί του φθιτού κλάδου του διαγράμματος σ-ε του περισφιγμένου σκυροδέματος 19

20 Περίσφιγξη μέσω μεταλλικού σωλήνα ή μέσω χαλύβδινου κλωβού. Περίσφιγξη μέσω ΙΩΠ (με στρογγύλευση γωνιών). Κατάλληλος υπολογισμός της περισφιγγόμενης περιοχής της διατομής 20

21 Περίσφιγξη μέσω ΙΩΠ,c c2,c 1,125 1,25 0,0035 wd / 2,c γ ΙΩΠ = 1,00 (ΙΩΠ με ίνες άνθρακα) 200(ΙΩΠ 2,00 με ίνες υάλου) 21

22 Ενίσχυση ματίσματος μέσω εξωτερικής περίσφιγξης l F F *A * j j 2 j =σ j A j (l /) (AB)=2(c+d j ) (AB)=2(c+d ) j 2 Β B σ jd σ jd c w w D ρωγμή ρωγμή ολίσθησης ολίσθησης ης σ N r(~3c) r(~2,5c) w w l A j συνδετήρας C d κέντρο στρογγύλευσης γω νιών γωνιών d A Α (CD)~2d, ζώνη επιρροής της ολίσθησης, ζώνη επιρροής της ολίσθησης b σ jdσ jd A j wd w E j : ( )( )( d y : 2,2 d l 0,25 d 0,2 c d 1,5 2 c u Απαιτούμενη εξωτερική d ctm περίσφιγξη (σχόλιο) c c ) : 22

23 Διαγράμματα ροπών-καμπυλοτήτων Περιγράφεται η διαδικασία που ακολουθείται για τον υπολογισμό των διαγραμμάτων. Διαθέσιμη πλαστική γωνία στροφής Αναφέρονται οι συνιστώσες που την συναποτελούν (μετελαστικές παραμορφώσεις που εμφανίζονται κατά μήκος του μέλους (απ την θέση διαρροής του χάλυβα μέχρι την στήριξη), διείσδυση διαρροής και την εξόλκευση του εφελκυόμενου χάλυβα στην διατομή στήριξης και ενδεχόμενες διατμητικές παραμορφώσεις κατά μήκος του στοιχείου). Εμπειρικές σχέσεις υπολογισμού, στο Κεφάλαιο 7. 23