ΥΣΜΕΝΕΙΑ ΠΑΛΑΙΩΝ ΚΤΙΡΙΩΝ Θ.Ε. ΣΜΑ61

Transcript

1 Θ.Ε. ΣΜΑ61 ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ & ΕΠΕΜΒΑΣΕΙΣ ΥΣΜΕΝΕΙΑ ΠΑΛΑΙΩΝ ΚΤΙΡΙΩΝ (a) Σχεδιασµός για σεισµικές δράσεις 50% των αντιστοίχων για νέα κτίρια (β) Μόρφωση Φ.Ο. µε αρχιτεκτονικές υπερβολές (Έλλειψη κανονικότητας: γεωµετρίας ή αντοχής σε επίπεδο ορόφου ή κτιρίου) (γ) Προσδιορισµός των εντατικών µεγεθών µε απλοποητικές παραδοχές καθ. Στέφανος ρίτσος (Έλλειψη υπολογιστικών µέσων: απουσία χωρικής ανάλυσης & διδιάστατης Τµήµα Πολιτικών Μηχανικών, Πανεπιστήµιο Πατρών πλαισιακής λειτουργίας) 1 (δ) ιαστασιολόγηση µε διαδικασίες που σήµερα έχουν αναθεωρηθεί (Ανακριβή προσοµοιώµατα, απουσία ικανοτικού σχεδιασµού και πλαστιµότητας, ανεπαρκείς κατασκευαστικές διατάξεις για ελάχιστα και µέγιστα, κ.α.) (ε) Χαµηλή ποιότητα σκυροδέµατος υνητική υσµένεια 1:2 έως 1:3 2 ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ Ποιες κατασκευές έχουν προτεραιότητα να ενισχυθούν, και πως θα προσδιοριστούν σε µεµονωµένη βάση; ΑΝΑΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ ΘΕΜΑ ΥΣΚΟΛΟΤΕΡΟ ΑΠΟ ΤΟΝ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟ ΝΕΩΝ ΚΤΙΡΙΩΝ Μπορούν (ή αξίζει τον κόπο) να ενισχυθούν και µέχρι ποιο Γνώσεις λίγες και όχι επαρκώς τεκµηριωµένες σηµείο; Μήπως η λύση της κατεδάφισης και ανακατασκευής είναι προτιµότερη; Απουσία κανονισµού Τι µέσα (υλικά, µέθοδοι, τεχνικές) διατίθενται για να επέµβει Μόρφωση του φορέα πιθανόν απαράδεκτη, αλλά υπαρκτή κανείς και κάτω από ποιες προδιαγραφές αυτά εφαρµόζονται; Αβέβαιες εκτιµήσεις βασικών δεδοµένων στην αρχική φάση τεκµηρίωσης Ποια είναι η καταλληλότερη µέθοδος ενίσχυσης ενός δεδοµένου κτιρίου; Χρήση νέων υλικών υπό διερεύνηση Ποιο είναι το υπολογιστικό υπόβαθρο που είναι απαραίτητο στο µηχανικό για να τεκµηριώσει τις επιλογές του, και ποιες οι Μικρή ή και αρνητική εξειδίκευση και εµπειρία συνεργείων διαδικασίες ποιοτικού ελέγχου των εργασιών; 3 4

2 ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ ΑΝΑΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΚΑΝΟΝΙΣΤΙΚΟ ΥΠΟΒΑΘΡΟ Συστάσεις για Προσεισµικές & Μετασεισµικές Επεµβάσεις (ΟΑΣΠ) 1 ο Σ. Στάδιο: Η. ΔΡΙΤΣΟΣ ΠΕΤΕΠ = Προσωρινές Εθνικές Προδιαγραφές Αποτίµηση επάρκειας κατασκευής Αµερικανικές Προδιαγραφές (FEMA Reports) 2 ο Στάδιο: Ευροκώδικας 8, Part3 Λήψη απόφασης επέµβασης - Επιλογή λύσης Προδιαγραφές ( Part3 Assessment & Retrofitting of Buildings (Draft 5, 5 preen ,, 2004) 3 ο Στάδιο: Σχεδιασµός λύσης Fi Bul 14, 24, 25 ΚΑΝ.ΕΠΕ ΕΠΕ. (Ελληνικός Κανονισµός Επεµβάσεων, Σχέδιο 2, Οκτ.2005).2005) 5 6 Τι το ΚΑΙΝΟΥΡΙΟ στον ΚΑΝ.ΕΠΕ ΕΠΕ.; 1.Στάθµες & Στόχοι Επιτελεστικότητας (Επιλογή µε συµµετοχή του ιδιοκτήτη) 2.Στάθµες Αξιοπιστίας εδοµένων 3.Πρωτεύοντα ευτερεύοντα Στοιχεία ΣΤΑΘΜΕΣ ΕΠΙΤΕΛΕΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ & ΣΤΟΧΟΙ ΑΠΟΤΙΜΗΣΗΣ - ΑΝΑΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ Στάθµη Επιτελεστικότητας: Επιθυµητή Συµπεριφορά Κατασκευής = Αποδεκτός Βαθµός Βλάβης Στόχος Επιτελεστικότητας: Στοχευόµενη Στάθµη Επιτελεστικότητας για Επιλεγµένη Σεισµική ράση 4.Συνυπολογισµός Τοιχοπληρώσεων 5.Ελαστική Ανάλυση µε χρήση τοπικών δεικτών συµπεριφοράς (m) 6.Εκτίµηση είκτη Συµπεριφοράς (q) σε υφιστάµενες κατασκευές 7.Ανελαστικές Αναλύσεις 8.Έλεγχος S d < R d Σε όρους δυνάµεων για ψαθυρές αστοχίες ( ιάτµηση) Σε όρους παραµορφώσεων για πλάστιµες αστοχίες (Κάµψη) 9.Μεθόδους Επισκευής & Ενίσχυσης των Κατασκευών 10.Υπολογιστικό Υπόβαθρο για τον Έλεγχο των Επεµβάσεων 7 Για πιθανότητα υπέρβασης 10% σε 50 έτη χρησιµοποιείται η δράση που προβλέπει ο ΕΑΚ 2000 Για πιθανότητα υπέρβασης 50% λαµβάνεται υπόψη το 60% αυτής 8

3 ΕΛΑΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ (µέθοδος q) ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ ΛΥΣΗΣ Χονδρική Εκτίµηση είκτη Συµπεριφοράς q Υλικά και Τεχνολογίες Επεµβάσεων -Ειδικοί Τύποι Σκυροδέµατος -Πολυµερικές Κόλες (ρητίνες) -Επισκευαστικά Κονιάµατα Εφαρµοσθέντες Ευµενής παρουσία υσµενής παρουσία ή -Επικολλητά Φύλλα από Χάλυβα ή Τι ιατίθεται; Κανονισµοί µελέτης τοιχοπληρώσεων (στο απουσία Ινοπλισµένα Πολυµερή (FRP) - ιατµητικοί Σύνδεσµοι (Βλήτρα) Αγκύρια (και κατασκευής) σύνολο του κτιρίου) τοιχοπληρώσεων -Αγκυρώσεις και Συγκολλήσεις Νέων Ράβδων Οπλισµού Ειδικότερες Τεχνικές για : 1995 < 3,00 2,30 -Υποστυλώµατα -Τοιχώµατα 1985 < < ,30 1,80 <1985 1,80 1,30 Ποιος είναι ο στόχος της επέµβασης; Από τι πάσχει η κατασκευή; Πώς θα γίνει ο Επανυπολογισµός; - οκούς -Πλάκες -Κόµβους οκών-υποστυλωµάτων -Στοιχεία Θεµελίωσης Η Γενική Υπολογιστική ιaδικασία { Ανάλυση ιαστασιολόγηση 9 Υπολογιστικά Θέµατα για Ειδικότερες Τεχνικές 10 Χρήση Αεροµατσάκονου για Εκτράχυνση της ιεπιφάνειας 11 Εκτράχυνση και Χρήση Χαλύβδινων Βλήτρων 12

4 Τοποθέτηση ενδιάµεσων συνδετήρων σε τετραγωνικές διατοµές OXI NAI γωνία 45ο Ολικός Μανδύας Ηλεκτροσυγκόλληση Άκρων Συνδετήρων Μανδύα Άνοιγµα Συνδετήρων 15 16

5 Τοποθέτηση ενδιάµεσων συνδετήρων σε επιµήκεις διατοµές 17 Χρήση Ηλεκτροσυγκολληµένων Συνδέσµων 18 Συγκόλληση Παλαιού-Νέου Οπλισµού Σε ποιες περιπτώσεις χρειάζεται; Κυρίως σε επεµβάσεις σε υφιστάµενες κατασκευές - Συγκόλληση κοντών αναµονών - Προσθήκη νέων στρώσεων σκυροδέµατος (ιδιαίτερα απαραίτητη σε µονόπλευρη επέκταση ή ανοιχτό µανδύα υποστυλωµάτων) - Επέκταση προβόλων - Προσθήκη µήκους αγκύρωσης τεχνική καµπούρας συνδ. Φ8/50 1. υπάρχον υποστύλωµα, 2. επέκταση υποστυλώµατος συνδ. Φ8/ παλιό υποστύλωµα, 2. ενίσχυση. 3. παλιοί οπλισµοί, 4. πρόσθετοι οπλισµοί, 5. πρόσθετοι συνδετήρες, 6. συγκολλήσεις, 7. αναρτήρες πάπιες. 20

6 Σύνδεσµοι Παλαιών-Νέων Ράβδων Οπλισµού ~ 10 α Ειδικές αγκυρώσεις α 50mm u o Αναρτήρες 5d ~ 10 ~ 10 α α Μία ή δύο καβίλλιες t 5d 5d ΥΣΚΑΜΠΤΟΙ ΣΥΝ ΕΣΜΟΙ παλαιά ράβδος Ενδεικτική απεικόνιση άκου µανδύα 20 mm h s α >50mm F cm = 4 u o µ f ctm t + 10 n A h s s + n D F ud (kn, mm) 21 5d ΕΥΚΑΜΠΤΟΙ ΣΥΝ ΕΣΜΟΙ νέα ράβδος Σύνδεσµοι τύπου Ω ( πάπιες ) 22 α >50mm Πότε Επιτρέπεται η Συγκόλληση; α 50mm Αν ΑΝΑΘΕΩΡΗΣΗ Κ.Τ.Χ παλαιά ράβδος νέα ράβδος C<0.24 και Ceq < 0.52 Συγκολλήσιµος (βλ. ότι και για τους νέους χάλυβες) ~ 10 α Μία ή δύο καβίλλιες Σύνδεσµοι τύπου Ω 0.25 C < 0.45 και Ceq < 0.70 Σ. Η. ( πάπιες ) ~ 10 α h s ΔΡΙΤΣΟΣ 5d C 0.45 ή/και Ceq 0.70 Μη Συγκολλήσιµος 5d 20 mm (Για εξαιρετικές ανάγκες 5d ΥΣΚΑΜΠΤΟΙ ΣΥΝ ΕΣΜΟΙ 5d ΕΥΚΑΜΠΤΟΙ ΣΥΝ ΕΣΜΟΙ 23 Συγκολλήσιµος υπό προϋποθέσεις Συγκόλληση µετά από ειδική µελέτη Σύνταξη ειδικής προδιαγραφής Επίβλεψη ειδικών) 24

7 Συγκόλληση Χαλύβων Συγκολλήσιµων υπό προϋποθέσεις Τύποι Σύνδεσης - Κατά παράθεση - Με λωρίδες (α) Χειρονακτική µε επενδεδυµένα ηλεκτρόδια (SMAW) - Μετωπική Συνιστώνται: - Με άλλα στοιχεία - (Ηλεκτρόδια ρουτιλίου Ε6013) (f y = MPa, f t = MPa, ε u =17-22%) Βήµατα Εργασίας Βήµα 1 ο : Καθαρισµός παλαιού οπλισµού - (Ηλεκτρόδια χαµηλού υδρογόνου Ε9018) (f - Σκουριά y = MPa, f t ~ 620MPa, ε u =14-24%) - Οργανικές και λιπαρές ουσίες Βήµα 2 ο (β) Ηµιαυτόµατη σε ατµόσφαιρα Ar-CO : Προθέρµανση 2 (GMAW ή MAG) (Να προτιµηθεί εφόσον υπάρχει δυνατότητα) - Τ=200 ο C -250 o C σε όλο το µήκος της σύνδεσης + 50mm εκατέρωθεν Συνιστώνται: - Μέτρηση Τ µε φορητό θερµοστοιχείο - (Ηλεκτρόδιο-σύρµα ΕR-70S6) (f Εναλλακτικά µε θερµοευαίσθητους χρωµατοδείκτες (κιµωλίες) y =420MPa, f t =540MPa, ε u =25%) ή υψηλότερης αντίστοιχης ER-805-G 25 Βήµα 3 ο : Εργασία Συγκόλλησης Κατά παράθεση ή µε λωρίδες Μέθοδος: Συγκόλληση τόξου 26 Μετωπική Συγκόλληση Μέθοδος: Ηµιαυτόµατη συγκόλληση σε ατµόσφαιρα Ar-CO2 (GMAW ή MAG) εν επιτρέπεται η χειρονακτική (SMAW) - Έλεγχος θερµοκρασίας µετάλλου σε κάθε πάσο στα όρια των ( ) ο C Οδηγίες Τεχνικής Αρτιότητας Επιλέγεται: - Καλός καιρός και ξηρός - εν επιτρέπεται σε περίπτωση βροχής, (κίνδυνος παρουσίας µη µεταλλικών εγκλεισµάτων) υγρό περιβάλλον, άνεµο θερµοκρασίες κάτω του µηδενός Ηλεκτρόδια όπως και στην κατά παράθεση (Σε περίπτωση ανάγκης: λήψη ειδικών µέτρων) ER-70S6 για Σ. S400 Η. ΔΡΙΤΣΟΣ - Εκτελείται αργά ER-805-G για S500 - Ήρεµη ψύξη στον αέρα (Απαγορεύεται η επιτάχυνση της απόψυξης π.χ. µε νερό) - Λοξοτοµές όπως και για τους νέους οπλισµούς - Προσεκτική αφαίρεση σκουριάς µεταξύ Έλεγχος Ποιότητας διαδοχικών πάσων - Ίδιες δοκιµές που προβλέπονται για τις νέες ράβδους - Έλεγχος σκληρότητας στην συγκόλληση + ΘΕΖ (~Φ/2) < 350 HV (300HV) 27 28

8 ΠΕΡΙΣΦΙΓΞΗ ΜΕ ΜΕΤΑΛΛΙΚΟ ΚΛΩΒΟ Η ΜΕΤΑΛΛΙΚΟ ΜΑΝ ΥΑ Πιστοποίηση και Έλεγχος Απαιτούνται: - Πιστοποιηµένες διαδικασίες (µονάδες διαµόρφωσης) - Πιστοποιηµένοι συγκολλητές - Μη πιστοποιηµένος συγκολλητής; Επιτρέπεται για συγκεκριµένη µέθοδο και τύπο συγκόλλησης, προηγουµένως κατασκευάσει δοκίµια και ελεγχθούν επιτυχώς. εφόσον πλήρη χαλύβδινα φύλλα - Σε αυτοµατοποιηµένες διαδικασίες συγκόλλησης στο εργοστάσιο ή µονάδα διαµόρφωσης Ελέγχεται το τελικό προϊόν - Σε χειρωνακτικές ή ηµιαυτόµατες διαδικασίες στο εργοτάξιο Ελέγχεται η ικανότητα του ηλεκτροσυγκολλητή Ενίσχυση ΥποστυλώµατοςΥποστυλώµατος-Προσθήκη Τοιχώµατος 31 Μεταλλικός Μανδύας 32

9 ΕΠΙΣΚΕΥΕΣ ΜΕ ΣΥΝΘΕΤΑ ΥΛΙΚΑ Επικουρικός ρόλος παρουσία υφιστάµενου οπλισµού Καµπτική Ενίσχυση Προϋπόθεση (ACI R): Building Klinkerstr, Amsterdam Ανάληψη φορτίων από την υπάρχουσα κατασκευή: 1.2G Q Υφάσµατα Ελάσµατα Φύλλα Λωρίδες Πλέγµατα Μικρό βάρος Μεγιστοποίηση ταχύτητας εκτέλεσης εργασίας Ελαχιστοποίηση αναστάτωσης Όχι για καµπτική ενίσχυση υποστυλωµάτων Teng et al, 2002 Teng et al, Αναλαµβανόµενη δύναµη επικολλητών φύλλων συναρτήσει του µήκους αγκύρωσης Απόσχιση επικάλυψης σκυροδέµατος στο πέρας του σύνθετου υλικού 36

10 ιατµητική Ενίσχυση Πλευρικός µανδύας Ανοικτός µανδύας Κλειστός µανδύας Χρήση στοιχείων αγκύρωσης στα άκρα ιατµητική Ενίσχυση 39 40

11 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΑ Ε ΟΜΕΝΑ (ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ) ΠΑΤΡΩΝ) Βλάβες σε οκίµιο µε Εκτοξευόµενο Σκυρόδεµα και Βλήτρα 43 Βλάβες σε οκίµιο µε Έγχυτο Σκυρόδεµα, Σκυρόδεµα, Λεία ιεπιφάνεια 44 χωρίς ιατµητικούς Συνδέσµους

12 Lateral force (kn) Lateral force (kn) Lateral force (kn) O ύναµη (KN) F2 I2 F2 Lateral ύναµη force (mm) (kn) Σ. Η ΔΡΙΤΣΟΣ Οριζόντια µετακίνηση (mm) Οριζόντια µετακίνηση (mm) 100 R D RD NT Lateral force (kn) Lateral force (kn) Lateral force (kn) NTP Lateral force (kn) Lateral force (kn) 45 F4 I4 F4 M ύναµη (ΚΝ ΚΝ) ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΥΣΕΣ ΒΡΟΓΧΩΝ ΥΣΤΕΡΗΣΗΣ Οριζόντια µετακίνηση (mm) 46 M W D R RD NTR E NT O F2 F4 - Άγκιστρα συνδετήρων υποστυλωµάτων υπό γωνία 135 ο 45 o Λεπτοµέρεια 45 o ΣΥΝΗΘΗ Σ. ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΑ Η. ΔΡΙΤΣΟΣ ΣΦΑΛΜΑΤΑ 45 o Τοποθέτηση Οπλισµού 47 Επικάλυψη σκυροδέµατος - Παραλαβή οπλισµού πριν κλείσουν τα καλούπια στις κολώνες - Συνωστισµός οπλισµού στους κόµβους - Απαίτηση ελαχίστων αποστάσεων ράβδων οπλισµού - Απαίτηση χώρου περάσµατος δονητή 48 - Απαιτούµενες επικαλύψεις ράβδων οπλισµού

13 Ελάχιστες ονοµαστικές επικαλύψεις ράβδων οπλισµού (mm) ιαµόρφωση Οπλισµού - Προσοχή στην ελάχιστη επιτρεπόµενη διάµετρο του πύρου καµπύλωσης οπλισµού > Ø +10 > Ø +10 Οπωσδήποτε αποστατήρες Ιδιαίτερη προσοχή στην θεµελίωση. θεµελίωση. Επικάλυψη >7,5 εκ. εκ. - Προστασία αναµονών από διάβρωση Εγκιβωτισµός µε σκυρόδεµα Επάλειψη µε ειδικό αντισκωριακό (πισσοειδές) πισσοειδές) που µπορεί να αποµακρυνθεί όποτε χρειαστεί - Όχι στο λάδωµα λάδωµα καλουπιών για καλή εµφάνιση Ελάχιστη διάµετρος καµπύλωσης Εισάγεται πρόσθετη παραµόρφωση: παραµόρφωση: ε = Φ D+Φ S 49 Φ = 20% 4Φ + Φ Φ Για Φ 20 ε s = =12.5% 7Φ + Φ Για Φ < 20 ε s = 50 ΠΟΙΟ ΕΙΝΑΙ ΤΟ ΜΗΚΟΣ ΤΩΝ ΠΡΟΣΘΕΤΩΝ ΟΠΛΙΣΜΩΝ ΣΤΙΣ ΣΤΗΡΙΞΕΙΣ ΤΩΝ ΟΚΩΝ; ΟΚΩΝ; ΚΑΜΨΕΙΣ ΣΥΓΚΟΛΛΗΜΕΝΩΝ ΟΠΛΙΣΜΩΝ 2Φ20 άνω 3Φ20 άνω Για Φ20 l α α Ελάχιστη διάµετρος D καµπύλωσης για συγκολληµένους οπλισµούς 0.40 l l = 1.12 m l α α l Κάµψη οπλισµού µακριά από θέσεις ηλεκτροσυγκόλλησης x > 4Φ 51 52

14 περιβάλλουσες Ροπές λόγω κατακορύφων Αναλαµβάνεται από τον συνεχή άνω οπλισµό 2Φ14 α α απ α = ( ) l απ απ. Aν l = 4.5m a απαιτ.~1.25m Ροπές λόγω Σεισµού Aν l = 6.0m a απαιτ.~1.65m Έστω οκός µε l = 4.0 m καθ. 2α + 2l = = 4.70> 4 m! l = 6.0 m καθ. Έστω οκός µε 2α + 2l = = m 53 Συµπέρασµα όχι µεµονωµένα καπάκια αλλά συνεχής οπλισµός µε πιθανές προσθήκες στις δυσµενέστερες στηρίξεις 54 ΠΩΣ ΕΙΝΑΙ ΣΚΟΠΙΜΟ ΝΑ ΜΠΑΙΝΟΥΝ ΟΙ ΚΑΤΩ ΟΠΛΙΣΜΟΙ; Συνήθης πρακτική ΟΠΛΙΣΜΟΣ ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΩΝ Όχι κατ ανάγκη ανά όροφο Καλλίτερα ανά δύο ορόφους (δεν είναι πολύ δύσκολο). Αναµονές Οπλισµών l =1.4l Φ f yd αν l = Πρόταση 4 fd S500 ή Β500C C16/20 l = Φ l = 78 Φ αν 56 Συνεχής κάτω οπλισµός χωρίς διακοπή στα υποστυλώµατα εν βλέπουµε µεµονωµένα δοκάρια C20/25 48 l = Φ l = 67 Φ αν 55 56

15 Σεισµική ραστηριότητα στην Ευρώπη (1973( ) µε µέγεθος m >3 Θέµατα Ασφάλειας - Προσοχή στις συγκρατήσεις στις αρπάνες (σαµπάνια) σαµπάνια) - Όχι στα πάσα πάσα ανά όροφο - Αποστάσεις από τα ηλεκτροφόρα καλώδια - Ζώνες πρόσδεσης τεχνιτών σε εργασίες ορίου Μέγιστη Εδαφική Επιτάχυνση. Επιτάχυνση. Πιθανότητα Υπέρβασης 10% σε 50 Χρόνια