Χρ. Ζέρης. Επίκουρος Καθηγητής Εργαστήριο ΩΣ, Σχολή Πολιιι κών Μηχανικών, ΕΜΠ

Transcript

1 Χρ. Ζέρης Επίκουρος Καθηγητής Εργαστήριο ΩΣ, Σχολή Πολιιι κών Μηχανικών, ΕΜΠ

2 Εισάγεται ο σχεδιασμός έργων από σκυρόδεμα για ανθεκτικότητα σε περιβαλλονιι κές δράσεις. Η λειτουργία της διάβρωσης λόγω περιβαλλονιι κών δράσεων. Δράσεις, έλεγχος και αποτελέσματα. Η επικάλυψη του σκυροδέματος: η επωφελής λεττουργία της στο σχεδιασμό για προδιαγεγραμμένη συμπεριφορά στο χρόνο και οι συσχειι σμοί με άλλες απαιτήσεις σχεδιασμού. Ο ρόλος της επικάλυψης στο σχεδιασμό ένανιι πυρκαγιάς Απαιτήσεις του νέου Κανονισιι κού πλαισίου (ΕΝ) Ευρωκώδικας 2, Μέρη 1-1,1-2 ΕΝ Σκυρόδεμα

3 Αίιι α Μηχανισμοί διάβρωσης Έλεγχοι διάβρωσης σκυροδέματος και οπλισμού Αποτελέσματα

4 Το σκυρόδεμα περιέχει μικρορωγμές 1. Υγρασία και θερμοκρασιακές εναλλαγές 2. Μηχανικές δράσεις 3. Χημικές δράσεις και 4. Παγετός, υπερφόρτιση και λοιποί δραστικοί παράγοντες που αυξάνουν τη διαπερατότητα του σκυροδέματος Σκυρόδεμα υψηλής διαπερατότητας Περιβάλλον Άνοιγμα ρωγμών Διάβρωση του οπλισμού Φόρτιση

5 Η οξείδωση του οπλισμού από χλωριόντα (ή θειικά) αποτελεί τη συνηθέστερη μορφή διάβρωσης στις υφιστάμενες κατασκευές στη διάρκεια ζωής τους. Ο μηχανισμός διάβρωσης των οπλισμών λόγω έκθεσης σε ιόντα χλωρίου. Η ενανθράκωση του σκυροδέματος δρα επικουρικά στη διαβρωτική λειτουργία των ιόντων χλωρίου. P. Μehta, P. Monteiro, 2005, Concrete.

6 Διόγκωση των οξειδίων του χάλυβα και αστοχία του περιβάλλοντος σκυροδέματος Περαττέρω διάβρωση Απώλεια μάζας οπλισμού και φέρουσα ικανότητα

7 Το νέο Κανονιστικό πλαίσιο των ΕΝ Αρχές σχεδιασμού για ανθεκτικότητα ΕΛΟΤ ΕΝ «Σκυρόδεμα Μέρος 1: Προδιαγραφή, επιτελεσιι κότητα, παραγωγή και συμμόρφωση» ΕΝ Ευρωκώδικες 2 «Σχεδιασμός έργων από σκυρόδεμα» ΕΛΟΤ ΕΝ και ΕΝ Επιμερισμός απαιτήσεων και διαδικασιών.

8 Κανονισμοί ΕΝ Κατασκευές από ΩΣ ΕΝ Πυρκαγιά ΕΝ Γέφυρες ΕΝ Δεξαμενές ΕΝ 1998 Πρότυπα ΕΝ 206 ΕΝ 13670

9 Το Ανιι κείμενο του Προτύπου αφορά το προϊόν Σκυρόδεμα: Ανάλογα με την εφαρμογή του στο έργο (έγχυτο, οπλισμένο, προεντεταμένο, προϊόντα από προκατασκευασμένο σκυρόδεμα). Ανάλογα με τον τρόπο παραγωγής του (έτοιμο, εργοταξιακό και εργοστασιακό). Σαν προϊόν σύνθεσης επί μέρους υλικών (Σκυρόδεμα καθορισμένων χαρακτηριστικών μόνον και Σκυρόδεμα προδιαγεγραμμένης σύνθεσης). Ανάλογα με τις βασικές ή ειδικές ιδιότητές του (φυσικά χαρακτηριστικά, συνεκτικότητα, εργασιμότητα, αντοχή, ανθεκτικότητα). Για όλα τα παραπάνω σκυροδέματα και προϊόντα από σκυρόδεμα, το Πρότυπο περιλαμβάνει γενικές και ειδικές απαιτήσεις σχειι κά με: Περιβαλλοντικές δράσεις, σύνθεση, ιδιότητες στη νωπή και σκληρυμένη κατάσταση, Αποτίμησή, προδιαγραφή συμβαλλόμενα μέρη και σήμανση του προϊόντος. Διαδικασίες ελέγχου παραγωγής. Κριτήρια και αποτίμηση ταυτοποίησης και συμμόρφωσης.

10 Περιλαμβάνει γενικές και ειδικές απαιτήσεις που αφορούν στο σχεδιασμό, προδιαγραφή, παραγωγή και διακίνηση σκυροδέματος με δεδομένη αντοχή και ανθεκτικότητα σε περιβαλλοντικές δράσεις. Καθορίζεται η ανθεκτικότητα του έργου, σε συνάρτηση με τη διάρκεια ζωής και την περιβαλλοντική έκθεση. Εισάγει αι ο σχεδιασμός για δεδομένη συμπεριφορά. Ορίζεται η ανθεκτικότητα μέσω ελέγχου της σύνθεσης και των κατασκευαστικών απαιτήσεων. Αναθεωρείται η προδιαγραφή του προϊόντος: Εισάγονται νέες κατηγοριοποιήσεις, ανάλογα με τις ιδιότητές του και τα όρια λόγω περιβαλλοντικής έκθεσης. Ταυτόχρονα, δίνονται διαδικασίες ελέγχου συμμόρφωσης για αυτές. Καθιερώνεται το Σήμα Ποιότητος.

11 Ο Σχεδιασμός για ανθεκιι κότητα συσχετίζεται με την Προδιαγραφή ιδιοτήτων του σκυροδέματος μέσω του καθορισμού της επιθυμητής συμπεριφοράς σιι ς περιβαλλονιι κές δράσεις. Αντίθετα, η τρέχουσα πρακτική είναι αμιγώς περιγραφική. Στο ΕΝ 206-1, το σκυρόδεμα προδιαγράφεται πλέον με δύο τρόπους: Σκυρόδεμα καθορισμένων χαρακτηρισιι κών και σκυρόδεμα προδιαγεγραμμένης σύνσεσης. Σε κάθε περίπτωση, ο καθορισμός των ιδιοτήτων χαρακτηριστικών γίνεται βάσει της Μελέτης Σύνθεσης - αρχικών ελέγχων. Ο έλεγχος τήρησης των ιδιοτήτων του προϊόντος προς την Προδιαγραφή γίνεται μέσα από τον έλεγχο Παραγωγού βάσει καθορισμένων ελέγχων και κριτηρίων συμμόρφωσης και έλεγχο ταυτοποίησης.

12 Ο ΕΝ προδιαγράφει ιι ς απαιτήσεις για την Ασφάλεια, Λειτουργικότητα και Ανθεκτικότητα έργων από σκυρόδεμα, σύμφωνα με τη λογική των ΟΚ (Κεφ. 1, 2, 4, 7, 11 και στο Παρ. Ε). Ο ΕΝ καθορίζει τις φυσικές (πυκνότητα, βάρος αδρανών) και μηχανικές ιδιότητες του σκυροδέματος (αντοχή, δυσκαμψία, διάγραμμα τάσεων-παραμορφώσεων, ερπυσμός, συρρίκνωση, θερμοκρασία) σύμφωνα με ιι ς Κατηγορίες που ορίζονται στο ΕΝ Σε όιι αφορά το σχεδιασμό για ανθεκτικότητα, ο ΕΝ : Δεν υιοθετεί το συμβατικό σχεδιασμό (ΟΚ και μερικοί συντελεστές ασφαλείας), αλλά το σχεδιασμό επιτελεστικότητας (Έκθεση). Καθορίζει το σχεδιασμό στην ΟΚΛ για εύρος ρωγμής. Καθορίζει απαιτήσεις στη σύνθεση, αντοχή, επικάλυψη οπλισμού.

13 Το ΕΛΟΤ ΕΝ καθορίζει ιι ς Κατηγορίες Περιβαλλονιι κής Έκθεσης που υιοθετεί ο Ευρωκώδικας 2. Επί πλέον, σαν Πρότππο υλικού, καθορίζει ιι ς Κατηγορίες Αντοχής του σκυροδέματος (χαρακτηρισιι κές ιι μές κυλίνδρου ή κύβου στις 28 ημέρες) και ιι ς λοιπές ιδιότητές του που ελέγχονται (πέραν της ανθεκιι κότητας). Σε όιι αφορά την ανθεκτικότητα σε περιβαλλονιι κή δράση το ΕΛΟΤ ΕΝ ορίζει και κατηγοριοποιεί ιι ς ελάχιστες ιδιότητες του σκυροδέματος : Ελάχιστη αντοχή σε θλίψη Μέγιστος Ν/Τ Ελάχιστη περιεκτικότητα σε τσιμέντο Ελάχιστη επικάλυψη οπλισμού λόγω ανθεκτικότητας Εισάγονται νέες κατηγορίες θλιπιι κής αντοχής λόγω ανθεκιι κότητας. Ο ΕΝ ορίζει όλες ιι ς απαιτούμενες σχέσεις για τα μεγέθη σχεδιασμού και για ιι ς ενδιάμεσες Κατηγορίες Αντοχής.

14 Στο Παράρτημα Ε ( ), δίνονται ενδεικτικές Κατηγορίες Θλιπιι κής Αντοχής για αποδεκτή ανθεκτικότητα στις Κατηγορίες Έκσεσης που ορίζει το ΕΝ Υπερισχύει ο Πίνακας Ε.Π. F.1 του ΕΝ

15 Πέραν αυτού, ο ΕΝ καθορίζει όιι : Η επιλογή ανθεκιι κού σκυροδέματος για προστασία ένανιι διάβρωσης του οπλισμού και έκθεσης του σκυροδέματος, απαιτεί να ληφθεί υπόψη η σύνθεση του σκυροδέματος. Αυτό ενδέχεται να οδηγήσει σε Κατηγορία θλιπτικής Αντοχής μεγαλύτερη από αυτή του σχεδιασμού από ότι απαιτείται στο Δομοστατικό Σχεδιασμό. Όταν η αντοχή είναι μεγαλύτερη από την απαιτούμενη για το Δομοστατικό Σχεδιασμό, η τιμή της εφελκυσιι κής αντοχής f ct,m που αντιστοιχεί στην υψηλότερη κατηγορία θα χρησιμοποιείται στον υπολογισμό των ελαχίστων οπλισμών και του εύρους ρωγμής (ΟΚΛ, Κεφ.7).

16 Καθορίζεται η ανθεκτικότητα βάσει περιγραφής της συμπεριφοράς: Σχεδιασμός Επιτελεστικότητας σε Κατηγορίες Έκθεσης, όχι ΟΚ. Καθορίζεται η διάρκεια ζωής του έργου (κατά ΕΝ 1990). Απαιτείται από τον Κανονισμό πρόγραμμα συντήρησης και ελέγχου δράσεων μακροπρόθεσμα για τη διάρκεια ζωής Η προστασία του χάλυβα έναντι διάβρωσης εξαρτάται από την πυκνότητα, ποιότητα και πάχος της επικάλυψης (ΕΝ 206-1), και τη ρηγμάτωση (ΟΚΛ). Η ποιότητα και πυκνότητα της επικάλυψης επιτυγχάνεται με τον έλεγχο του μέγιστου λόγου Ν/Τ και την ελάχιστη περιεκτικότητα σε τσιμέντο (βλ. ΕΝ 206-1) και μπορεί να συσχετισθεί με μια ελάχιστη κατηγορία θλιπτικής αντοχής (Παρ. Ε). Συσχετίζονται (Πίνακας 4-1) οι περιβαλλοντικές δράσεις, βάσει της κατηγοριοποίησης του ΕΝ (Πίνακας 1), με τις περιβαλλοντικές συνθήκες στο έργο. Οι ίδιες Κατηγορίες ισχύουν για σύνηθες και ελαφροσκυρόδεμα.

17 Για την επίτευξη της απαιτούμενης ανθεκτικότητας, κάθε δομικό στοιχείο θα προστατεύεται με κατάλληλα μέτρα. Οι απαιτήσεις ανθεκτικότητας θα λαμβάνονται υπόψη στα ακόλουθα: Μόρφωση του Φέροντος Οργανισμού Επιλογή των υλικών (Μηλέτη σύνσεσης) Κατασκευασιι κές λεπτομέρειες Εκτέλεση, ποιοιι κός έλεγχος, επίβληψη Έλεγχο χημικής σύνσεσης του οπλισμού (ΕΝ 10080) Ειδικά μέτρα (π.χ., ανοξείδωτος χάλυβας, προστατευιι κές επαλείψεις, καθοδική προστασία) Υπολογισμοί για ανθεκιι κότητα: Επικάλυψη c. Εύρος ρωγμής w max στην ΟΚΛ.

18 Κατηγορία Χ0 Περιγραφή των συνθηκών περιβάλλοντος Σκυρόδεμα χωρίς οπλισμό ή εντοιχισμένα ειδικά μεταλλικά τεμάχια. Ωπλισμένο σκυρόδεμα με ή χωρίς εντοιχισμένα ειδικά μεταλλικά τεμάχια, σε εξαιρετικά ξηρή κατάσταση. Ενδεικτικές πεπιπτώσεις ισχύος ΩΣ στο εσωτερικό κτιρίων με εξαιρετικά χαμηλό ποσοστό υγρασίας

19 Κατηγορία ΧC1 ΧC2 ΧC3 ΧC4 Περιγραφή των συνθηκών περιβάλλοντος Σκυρόδεμα σε περιβάλλον ξηρό ή μονίμως υγρό Περιβάλλον υγρό, σπανίως ξηρό Περιβάλλον μέτριας υγρασίας Διαδοχικοί κύκλοι υγρού και ξηρού Ενδεικτικές πεπιπτώσεις ισχύος ΩΣ στο εσωτερικό κτιρίων με χαμηλό ποσοστό υγρασίας Σε μακροχρόνια επαφή με νερό Θεμελιώσεις ΩΣ στο εσωτερικό κτιρίων με μέτριο ή υψηλό ποσοστό υγρασίας Σε εξωτερικό περιβάλλον προστατευμένο από τη βροχή Σε επαφή με νερό και δεν ανήκει στην κατηγορία ΧC2.

20 Κατηγορία ΧD1 ΧD2 ΧD3 Περιγραφή των συνθηκών περιβάλλοντος Μέτρια υγρασία Υγρό, σπανίως ξηρό Διαδοχικοί κύκλοι υγρού και ξηρού Ενδεικτικές πεπιπτώσεις ισχύος Επιφάνειες εκτεθειμένες σε εναέρια χλωριόντα Στοιχεία από σκυρόδεμα εκτεθειμένα σε βιομηχανικά λύματα που περιέχουν Cl - Πισίνες Τμήματα γεφυρών εκτεθειμένα σε διαβροχή περιεκτική σε Cl - Δάπεδα, Πλάκες σταθμών οχημάτων.

21 Κατηγορία ΧS1 ΧS2 ΧS3 Περιγραφή των συνθηκών περιβάλλοντος Έκθεση σε εναέρια χλωριόντα αλλά σε μη άμεση επαφή με το νερό Μονίμως εντός του θαλασσινού νερού Ζώνες διαβροχής, κατεωνισμού και παλιρροϊκής εναλλαγής Ενδεικτικές πεπιπτώσεις ισχύος Κατασκευές πλησίον ή επάνω στην ακτή Τμήματα λιμενικών έργων

22 Κατηγορία ΧF1 ΧF2 ΧF3 ΧF4 Περιγραφή των συνθηκών περιβάλλοντος Μέτριος κορεσμός με νερό, χωρίς ανττπαγωτικές ουσίες Μέτριος κορεσμός με νερό, με αντιπαγωτικές ουσίες Υψηλός κορεσμός με νερό, χωρίς ανττπαγωτικές ουσίες Υψηλός κορεσμός με νερό, με αντιπαγωτικές ουσίες ή θαλασσινό νερό Ενδεικτικές πεπιπτώσεις ισχύος Κατακόρυφες επιφάνειες εκτεθειμένες σε βροχή και παγετό Κατακόρυφες επιφάνειες έργων οδοποιίας εκτεθειμένες σε παγετό και αντιπαγωτικές ουσίες Οριζόντιες επιφάνειες εκτεθειμένες σε βροχή και παγετό Δάπεδα και οδοστρώματα εκτεθειμένα σε παγετό και αντιπαγωτικές ουσίες Επιφάνειες απευθείας εκτεθειμένες σε βροχή και παγετό

23 Κατηγορία ΧA1 ΧA2 ΧA3 Περιγραφή των συνθηκών περιβάλλοντος Ελάχιστα τοξικό περιβάλλον (βλ. ΕΝ 206-1) Μέτρια τοξικό περιβάλλον (βλ. ΕΝ 206-1) Υψηλά τοξικό περιβάλλον (βλ. ΕΝ 206-1) Ενδεικτικές πεπιπτώσεις ισχύος Εδάφη και υδροφόρος ορίζοντας

24 Κατηγορία ΧΜ1 ΧΜ2 ΧΜ3 Περιγραφή των συνθηκών περιβάλλοντος Μέτρια έκθεση σε απότριψη (οχήματα με ελαστικά με αεροθάλαμο) Βαριά έκθεση σε απότριψη (περονοφόρα οχήματα με ελαστικούς τροχούς) Ακραία έκθεση σε απότριψη (περονοφόρα οχήματα με σιδηροτροχούς) Ενδεικτικές πεπιπτώσεις ισχύος Βιομηχανικά δάπεδα και οδοστρώματα

25 Για ορισμένες Κατηγορίες Έκθεσης (XD, XF, XS), ο ΕΝ περιορίζει τη μέγιστη επιτρεπόμηνη θλιπιι κή τάση στο 0.60f ck. Ο ΕΝ , καθορίζει το αποδεκτό μέγιστο εύρος ρωγμής w max για κάθε Κατηγορία Έκθεσης : Πίνακας 7-1. Ειδικές απαιτήσεις για άλλες Κατηγορίες (XD3, ). Καθορίζεται ένα ελάχιστο ποσοστό οπλισμού, βάσει της πραγματικής εφελκυστικής αντοχής του σκυροδέματος (όχι της αντοχής της Μελέτης). Εναλλακτικά, επιτρέπεται να ελέγχεται η διάμετρος, τάση και απόσταση οπλισμού (παλαιότερη πρακτική).

26 Ανθεκτικότητα σε περιβαλλοντική έκθεση Αντοχή σε πυρκαγιά Ενδεχόμενα προβλήματα σε σχέση με το σεισμικό σχεδιασμό

27 Για την απαιτούμενη ανθεκτικότητα σε περιβαλλοντική έκθεση ελέγχεται η επικάλυψη του οπλισμού c. Στα σχέδια και στους υπολογισμούς προδιαγράφεται η ονομαστική επικάλυψη, η οποία ορίζεται ως: c c nom = c min + Δc dev Την c min καθορίζουν : Αντοχή και ανθεκτικότητα (ΕΝ , ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1) Πυρκαγιά (ΕΝ ) c

28 c min,b : ελάχιστη επικάλυψη λόγω αντοχής σε συνάφειας c min,dur : ελάχτστη επικάλυψη λόγω ανθεκτικότητας +Δc dur,γ : πρόθθετη επικάλυψη ασφαλείας (0 mm, ΕΠ) -Δc dur,st : μείωση επικάλυψης λόγω ανοξείδωτου χάλυβα (0 mm, ΕΠ) -Δc dur,add : μείωση επικάλυψης λόγω άλλων μέτρων (0 mm, ΕΠ) Οι ελάχτστες επικαλύψεις c min,dur για δεδομένες Κατηγορίες Περιβαλλοντικής Έκθεσης καθορίζονται στο ΕΝ Εν τούτοις, το ΕΛΟΤ ΕΝ (Πίνακας Ε.Π. F.1) καθορίζει δυσμενέστερες τιμές ανάλογα με την Κατηγορία έκθεσης και το είδος τσιμέντου στη σύνθεση. Για Κατηγορίες ΧΜ1 ΧΜ3, η c min αυξάνεται ανάλογα κατά 5, 10, 15mm (ΕΠ).

29 ΚΑΤΗΓ. ΕΡΓΟΥ ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΕΚΘΕΣΗΣ (ΕΝ 206-1) Χ0 XC1 XC2/XC3 XC4 XD1/XS1 XD2/XS2 XD3/XS3 S S S S ΕΛΟΤ ΕΝ / /40 40/40 50/50 S S

30 ΚΑΤΗΓ. ΕΡΓΟΥ ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΕΚΘΕΣΗΣ (ΕΝ 206) Χ0 XC1 XC2/XC3 XC4 XD1/XS1 XD2/XS2 XD3/XS3 S S S S S S

31 c min,dur, mm S1 S2 S3 S4 S5 S6 X0 XC4 XC3 XC2 XC1

32 60 c min,dur, mm XD3/XS3 0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 XD2/XS2 XD1/XS1 X0

33 ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ ΕΡΓΟΥ (S4) ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΕΚΘΕΣΗΣ (ΕΝ 206-1) Χ0 XC1 XC2/XC3 XC4 XD1/XS1 XD2/XS2 XD3/XS3 Τ = 100 έτη +2 Cxx ( < 4% αερατικό) Λειτουργία Πλάκας Ειδικός Έλεγχος Ποιότητας? 30/37 30/37 35/45 40/50 40/50 40/50 45/

34 Διάταξη ράβδων οπλισμού Ανεξάρτητες ράβδοι Διάταξη δέσμης οπλισμών Ελάχιστη επικάλυψη c min,b * (c min,b > c min,b +5 mm εφόσον D max > 32 mm) Φ Φ n = Φ n b 55 mm n b 4 n b 3

35 Η ονομασιι κή επικάλυψη c nom = c min + Δc dev χρησιμοποιείται στους υπολογισμούς και προδιαγράφεται στα Σχέδια. Προτείνεται Δc dev = 10 mm (ΕΠ). Προτείνεται η παραπάνω ιι μή να μειώνεται σε περιπτώσεις ακριβούς και συνεχούς μέτρησης των ανοχών στις διαστάσεις των τύπων (π.χ. προκατασκευή). Προτείνεται η παραπάνω τιμή να αυξάνεται σε περιπτώσεις στοιχείων εν επαφή με το έδαφος και σε εμφανή αδρανή: + 40 mm (διαμορφωμένο έδαφος, μπετόν καθαριότητος) + 75 mm (μη διαμορφωμένο έδαφος) + 5 mm τουλάχιστον (εμφανή αδρανή)

36 ΑΡΘΡΟ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΣ ΑΦΟΡΑ ΠΡΟΤΑΣΗ (3) c min,b Αντοχή Πίνακας 4.2, 10 mm (5) c min,dur & Sx Ανθεκτικότητα Πίνακες 4.3 (Sx) & 4.4 (ΩΣ) & 4.5 (ΠΣ) (6) + Δc dur,γ Συντ. ασφαλείας 0 mm (7) - Δc dur,st Ευνοϊκός χάλυβας 0 mm (8) - Δc dur,add Ευνοϊκή προστασία 0 mm (13) + k 1, k 2, k 3 Αύξηση (απότριψη) 0 mm, 5 mm, 10 mm (1)Ρ + Δc dev Αύξηση (εφαρμογή) 10 mm (3) - Δc dev Μείωση (επίβλεψη, προκατασκευή) 10 mm Δc dev 5 mm 5 mm Δc dev 0 mm (4) k 1, k 2 Επί εδάφους 40 mm & 75 mm

37 Βασικές αρχές σχεδιασμού (ΕΝ ) Αποφυγή εκρηκιι κής αποφλοίωσης Σχεδιασμός δομικών στοιχείων για αντοχή δεδομένης διάρκειας έκθεσης σε υυ ρκαγιά Πρότυπη πυρκαγιά Κατηγορίες προσομοίωσης Πίνακες σχεδιασμού

38 Η γνωστή ανίσωση ασφαλείας (Ed,fi Rd,t,fi) ελέγχεται στον αναμενόμενο χρόνο έκθεσης σε πυρκαγιά t, λαμβάνοντας υπόψη την επιρροή της θερμοκρασίας σιι ς παραμορφώσεις λόγω διαστολής (Ed,fi) και στην αντοχή (Rd,t,fi). Επιτρέπεται για συνήθεις περιπτώσεις ο έλεγχος σε επίπεδο δομικού στοιχείου. Απλοποιητικά, ο υπολογισμός των δράσεων επιτρέπεται να βασισθεί στο στατικό προσομοίωμα σε θερμοκρασία περιβάλλοντος (Ed), με εφαρμογή μειωιι κών συντελεστών (ηfi) λόγω του τυχηματικού χαρακτήρα της συγκεκριμένης φόριι σης, τηρουμένων των συνθηκών στήριξης στη θερμοκρασία αυτή (t=0). Απλοποιηιι κά, ηfi = Επιτρέπεται η χρήση Πινάκων, είτε η διενέργεια απλοποιημένων ή πλέον σύνθετων υπολογισμών (ΕΠ). Απαιτείται έλεγχος ένανιι ηκρηκιικής αποφλοίωσης.

39 Η ηκρηκιι κή αποφλοίωση εξαρτάται από το μέγεθος της επικάλυψης και την περιεχόμενη υγρασία. Δομικά στοιχεία σχεδιασμένα σε περιβαλλοντική έκθεση Χ0 και XC1 μπορούν να θεωρηθούν όιι περιέχουν ένα 3% ποσοστό υγρασίας (ΕΠ). Η εκρηκτική αποφλοίωση της επικάλυψης σε στοιχεία εκτεθειμένα σε πυρκαγιά θα αποφεύγεται, αλλιώς τα αποτελέσματα της θα λαμβάνονται υπόψη στον υπολογισμό αντοχής και δυσκαμψίας. Δεν απαιτούνται περαιτέρω έλεγχοι για δομικά στοιχεία από συνήθη σκυροδέματα, τα οποία σχεδιάζονται βάσει Πινάκων σχεδιασμού ελαχίστων γεωμειρι κών διαστάσεων και επικάλυψης. Εφόσον η επικάλυψη στον άξονα του οπλισμού είναι ή υπερβαίνει τα 70 mm, απαιτείται επιδερμικός οπλισμός (min Φ4/100) για αποφυγή απώλειας της επικάλυψης σε βάθος χρόνου έκθεσης στην πυρκαγιά.

40 Οι λύσεις ελάχιστης διάστασης και επικάλυψης που δίδονται στον ΕΝ αφορούν μεμονωμένα δομικά στοιχεία από συνήθη σκυροδέματα με χαλαζιακά αδρανή, σε πυρκαγιά έως 240 λεπτά. Εφόσον χρησιμοποιηθούν ασβεστολιθικά ή ελαφροβαρή αδρανή, επιτρέπεται η μείωση των απαιτούμενων διαστάσεων κατά 10%. Σε όιι αφορά την αποφλοίωση, εφόσον τηρηθούν οι Πινακοποιημένες απαιτήσεις του Κεφ. 5. δεν απαιτούνται περαιτέρω έλεγχοι αποφλοίωσης (πλην όπου ελέγχει ο επιδερμικός οπλισμός). Ο ΕΝ παρέχει άρα ιι ς ελάχιστες επικαλύψεις υπό μορφή Πινάκων στα Παραρτήματα. Ο υπολογισμός βασίζεται στη μέθοδο της ισοϋψούς των 500 ο C και έγινε σύμφωνα με την πρότυπη καμπύλη πυρκαγιάς.

41 Αγνοείται το σκυρόδεμα εκτός της ισοϋψούς καμπύλης θ = 500 o C και αναθεωρούνται οι διαστάσεις της διατομής εν είδει ισοδύναμης διατομής. Υιοθετούνται τα απομειωμένα μηχανικά χαρακτηρισιι κά του οπλισμού σε όποια θ ευρίσκεται στη δεδομένη διάρκεια της πυρκαγιάς. Για τους Πίνακες θεωρείται όιι σ s = 0.6 f yk. Εφελκυσμός Θλίψη Υπολογίζονται οι αντοχές και ελέγχονται ένανιι των απομειωμένων απαιτήσεων σχεδιασμού. Για τους Πίνακες θεωρείται όιι οι δράσεις είναι Ε d,fi = 0.7 Ε d.

42 Μέθοδος Α: απαιτείται να τηρηθούν περιορισμοί στην λυγηρότητα λfi, το ποσοστό οπλισμού και την εκκεντρότητα (ροπές πρώτης τάξεως). Ελέγχεται το ανηγμένο αξονικό μfi: μfi = NEd,fi / ΝRd Μέθοδος Β: Ελέγχεται το ανηγμένο αξονικό φορτίο n, η εκκεντρότητα e του στοιχείου βάσει των (μειωμένων) φορτίων σχεδιασμού σε πυρκαγιά και το συνολικό ποσοστό οπλισμού ω: a b h b ω = Asfyd/Acfcd n = N0Ed,fi / (0.70 (Asfyd+Acfcd)) (20 ο C) e = M0Ed,fi / N0Ed,fi 0.15 h (ΕΠ) asd b a

43 Ελάχιστη διάσταση b min / a (mm) ω n = 0.15 n = 0.30 n = 0.50 n = 0.70 R /25 150/25 200/30-250/25 300/30-350/ /25 150/25 150/25 200/30-250/ /25 150/25 150/25 200/30-250/25 R /30-200/25 200/40-300/25 300/40-500/25 500/ /25 150/35-200/25 250/35-350/25 350/40-550/ /25 150/30-200/25 200/40-400/25 300/50-600/30 R /40-250/25 300/40-400/25 500/50-550/25 550/40-600/ /35-200/25 200/45-300/25 300/45-550/25 500/50-600/ /25 200/40-300/25 250/40-550/25 500/50-600/45 R /50-350/25 400/50-550/25 550/25 550/60-600/ /45-300/25 300/45-550/25 450/50-600/25 500/60-600/ /40-250/25 250/50-400/25 450/45-600/30 600/60 R /50-500/25 500/60-550/25 550/60-600/30 > /45-450/25 450/50-600/25 500/60-600/50 600/ /35-400/25 450/50-550/25 500/60-600/45 > 600 R /60-550/25 550/40-600/25 600/75 > /45-550/25 550/55-600/25 600/70 > /45-550/25 500/40-600/30 600/60 > 600

44 Οι Πίνακες αφορούν πλακοδοκούς εκτεθειμένες σε ιρει ς παρειές καθ όλη τη διάρκεια της πυρκαγιάς. Για έκσεση σε τέσσερεις παρειές, ισχύουν πρόσθετες διατάξεις. Αφορούν αποκλεισιι κά τα σχήματα διατομών που δείχνονται παραπλεύρως. Ελέγχονται οι ελάχιστες γεωμειρι κές διαστάσεις για τυπικές διατομές: bw, bmin, a asd (για γωνιακές ράβδους, μονή στρώση) bw bw bw b deff asd

45 Ελάχιστες διαστάσεις (mm) Έκθεση Πιθανοί συνδυασμοί a, b min (a sd = a + 10 mm) Ελάχιστο πάχος b w WA (ΕΠ) WB(ΕΠ) WC(ΕΠ) R30 b min = a = R60 b min = a = R90 b min = a = R120 b min = a = R180 b min = a = R240 b min = a =

46 Αντίστοιχοι Πίνακες Έκθεσης ελαχίστων διαστάσεων (ελάχιστο πλάτος διατομής b min και αξονική απόσταση μεταξύ ράβδων a) έχουν εκπονηθεί για: Συνεχείς δοκούς Πλάκες ολόσωμες Πλάκες διαδοκιδωτές Τοιχώματα (απαιτείται ελάχιστο πάχος) Βλέπε ΕΝ

47 Κατηγορίες αντοχής σκυροδέματος Επιρροή των μεγάλων επικαλύψεων στα χαρακτηριστικά των δομικών στοιχείων Επανέλεγχος και ανασχεδιασμός υφισταμένων κατασκευών σε σεισμό Διάβρωση οπλισμού Ενανθράκωση Απώλεια συνάφειας

48 Η χρήση μεγαλύτερης αντοχής σκυροδέματος από την προβληπόμενη στη σεισμική μελέτη, λόγω απαιτήσεων ανθεκιι κότητας πρέπει να προηγείται του σεισμικού σχεδιασμού. Οι ικανοτικοί έλεγχοι θα πρέπει να διενεργούνται με βάση την τελική αντοχή του σκυροδέματος που θα επιλεγεί. Το πρόβλεμα ενδέχεται να είναι ουσιασιι κό σε περιπτώσεις όπου επικρατούν οι ελάχιστες απαιτήσεις οπλισμού, με αποτέλεσμα η διαφορά απαιτούμενης προς προσφερόμενη αντοχή να είναι μεγαλύτερη.

49 Μη γραμμικά χαρακτηρισιι κά υποστυλωμάτων Οι μεγάλες απαιτήσεις σε επικάλυψη λόγω πυρκαγιάς ή έκθεσης σε επιθετικές κατηγορίες περιβαλλοντικής δράσης οδηγεί σε μεγάλες απομειώσεις της αντοχής (λόγος Ω = R max /R u ) σε σεισμικές δράσεις όπου η υπέρβαση της αντοχής είναι δεδομένη και η πλασιι μότητα ζητούμενη. Ροπή Μ, knm M - φ υποστυλώματος (νd=0.5) Καμπυλότητα φ, 1/m Επικ. 2cm Επικ. 9cm Η παραπάνω ιδιότητα δεν είναι απαραίτητα προβλημαιι κή εφόσον η παραμένουσα αντοχή R u καλύπτει ιι ς σεισμικές απαιτήσεις, όμως, σε περίπτωση του λόγου Ω πολύ πάνω από την ιι μή 1.00, ενδέχεται να οδηγήσει σε δυναμικές αστάθειες (υποστυλώματα).

50 Τους οργανωτές της Ημερίδας (ΤΕΕ / Ελληντκό Τμήμα Σκυροδέματος). Τον ΕΛΟΤ κατ τα μέλη της ΕΛΟΤ ΤΕ 20 ΟΕ-1.