ΓΕΦΥΡΟΠΟΙΪΑ: ΠΡΟΕΝΤΑΣΗ ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ. ΔΙΟΝΥΣΙΟΣ Ε. ΜΠΙΣΚΙΝΗΣ Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. Τ.Ε.Ι. Δυτικής Ελλάδας

Transcript

1 1 ΓΕΦΥΡΟΠΟΙΪΑ: ΠΡΟΕΝΤΑΣΗ ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΔΙΟΝΥΣΙΟΣ Ε. ΜΠΙΣΚΙΝΗΣ Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. Τ.Ε.Ι. Δυτικής Ελλάδας

2 Προένταση Βασικές έννοιες Προένταση είναι η επιβολή θλιπτικών δυνάμεων σε μία κατασκευή σκυροδέματος, πριν απ την επιβολή εξωτερικών φορτίων σε αυτή, με σκοπό τον μηδενισμό ή την σημαντική μείωση των εφελκυστικών τάσεων στο σκυρόδεμα, που τα εξωτερικά φορτία θα προκαλέσουν. Στόχος της προέντασης είναι μεν η μείωση (ή ο μηδενισμός) των εφελκυστικών τάσεων του σκυροδέματος που θα προκαλέσουν τα εξωτερικά φορτία, αλλά χωρίς να αυξάνονται οι θλιπτικές τάσεις στο σκυρόδεμα σε επίπεδο μεγαλύτερο απ το επιτρεπόμενο. Σε κάθε χρονική στιγμή της «ιστορίας της κατασκευής» θα πρέπει να ελέγχονται οι θλιπτικές και οι εφελκυστικές τάσεις στο σκυρόδεμα, ώστε να μην υπερβαίνουν τις καθορισμένες απ τους κανονισμούς επιτρεπόμενες τάσεις θλίψης και εφελκυσμού αντίστοιχα. 2

3 Κατηγορίες Προέντασης Α. Ανάλογα με την κατάσταση του σκυροδέματος κατά την στιγμή της προέντασης: Τάνυση χάλυβα μετά την σκλήρυνση του σκυροδέματος. Οι τένοντες βρίσκονται ελεύθεροι εντός των σωλήνων περιβολής τους και αγκυρώνονται στα άκρα του φορέα. Μετά την τάνυση και σφήνωση των τενόντων πραγματοποιείται τσιμεντένεση εντός των σωλήνων περιβολής. 3

4 Κατηγορίες Προέντασης Α. Ανάλογα με την κατάσταση του σκυροδέματος κατά την στιγμή της προέντασης: Τάνυση χάλυβα πριν την χύτευση του σκυροδέματος (σε «προεντεταμένη κλίνη»). Οι τένοντες δεν έχουν σωλήνες περιβολής. Τανύονται πριν την χύτευση του σκυροδέματος και αγκυρώνονται σε σταθερά εξωτερικά στοιχεία αγκύρωσης. Μετά την χύτευση και σκλήρυνση του σκυροδέματος απελευθερώνονται οι εξωτερικές αγκυρώσεις και η δύναμη προέντασης μεταφέρεται στο σκυρόδεμα μέσω συνάφειας τένοντα σκυροδέματος. 4 Β. Ανάλογα με την πλευρά από την οποία γίνεται η τάνυση: Μονόπλευρη προένταση, για μήκης τενόντων εως ~40m. Αμφίπλευρη προένταση, για μεγαλύτερα μήκη τενόντων.

5 Κατηγορίες Προέντασης Γ. Ανάλογα με τον βαθμό προεντάσεως: Πλήρης προένταση, όταν αποκλείεται η εμφάνιση εφελκυστικών τάσεων στο σκυρόδεμα σε οποιαδήποτε φάση της «ιστορίας της κατασκευής». Περιορισμένη προένταση, όταν επιτρέπονται εφελκυστικές τάσεις στο σκυρόδεμα αλλά όχι μεγαλύτερες απ την εφελκυστική του αντοχή. Μερική προένταση, όταν για τα μόνιμα φορτία οι εφελκυστικές τάσεις περιορίζονται μέχρι την εφελκυστική αντοχή του σκυροδέματος, αλλά για κάποιες σπανιότερες φορτίσεις (πχ. μέγιστο κινητό φορτίο) αναπτύσσονται μεγαλύτερες εφελκυστικές τάσεις τις οποίες παραλαμβάνει χαλαρός οπλισμός. 5

6 6 Χάραξη τενόντων προέντασης Μπορεί να είναι ευθύγραμμη ή καμπύλη (δηλ. με μεταβλητή εκκεντρότητα e o του τένοντα προέντασης κατά μήκος του φορέα). Η καμπύλη χάραξη είναι γενικά πιο αποδοτική, ακολουθεί δε το διάγραμμα ροπών κάμψης λόγω κατακορύφων φορτίων. Επικάλυψη τενόντων: Θα πρέπει να εξασφαλίζεται επικάλυψη τουλάχιστον ίση με την διάμετρο των σωλήνων και όχι μικρότερη των 4 5cm ανάλογα με την διαβρωτική επίδραση του περιβάλλοντος.

7 Συστήματα Προέντασης Περιλαμβάνει όλες εκείνες τις διατάξεις που είναι απαραίτητες για την επιβολή της προέντασης και την ασφαλή μεταβίβαση της δύναμης προέντασης στο σκυρόδεμα. Υπάρχουν διάφορα συστήματα προέντασης: Freyssinet, Alga, Diwidag, Morandi, VSL, κλπ. Τα βασικά μέρη ενός συστήματος προέντασης είναι τα εξής (βλ. τεχνικά φυλλάδια εταιρειών): i. Αγκυρώσεις: Ενεργές (σε άκρο όπου γίνεται τάνυση του χάλυβα) και Νεκρές (σε άκρο που δεν γίνεται τάνυση). ii. Γρύλοι προεντάσεως: Εφελκύουν και επιμηκύνουν τους τένοντες, συνήθως είναι υδραυλικοί γρύλοι. iii. Σωλήνες περιβολής τενόντων. iv. Ράβδοι/σύρματα των τενόντων, που τοποθετούνται μέσα στους σωλήνες περιβολής. v. Σύστημα τσιμεντένεσης τενόντων (τσιμεντένεση μετά την επιβολή της προέντασης) 7

8 Απώλειες Προέντασης Η αρχική δύναμη προέντασης μειώνεται αμέσως μετά την στιγμή της επιβολής της και συνεχίζει να μειώνεται κατά την διάρκεια του χρόνου. Στιγμιαίες απώλειες: Τριβές, ολίσθηση στην αγκύρωση, ελαστική βράχυνση σκυροδέματος. Χρόνιες απώλειες: Συστολή ξήρανσης, ερπυσμός, χαλάρωση του χάλυβα προέντασης. Επομένως ο έλεγχος των τάσεων στις διατομές σκυροδέματος γίνεται με μειωμένη τιμή της δύναμης προέντασης. Η μείωση αυτή εξαρτάται στιγμή για την οποία γίνεται ο έλεγχος των τάσεων σε μία διατομή. Για έλεγχο τάσεων αμέσως μετά την επιβολή της προέντασης, η μείωση οφείλεται μόνο στις στιγμιαίες απώλειες (απώλειες της τάξεως του 8 10% της δύναμης προέντασης σε συνήθη έργα). Για έλεγχο τάσεων σε άπειρο χρόνο, η μείωση οφείλεται και στις στιγμιαίες και στις χρόνιες απώλειες (χρόνιες απώλειες της τάξεως του 10 12% της δύναμης προέντασης σε συνήθη έργα). Συνολικά δηλαδή έχουμε απώλειες (στιγμιαίες + χρόνιες) της τάξεως του 20%: 8 P 0.8P o P : δύναμη προέντασης σε άπειρο χρόνο, P o : αρχική δύναμη προέντασης