Η. ΔΡΙΤΣΟΣ. Αβέβαιες εκτιµήσεις βασικών δεδοµένων στην αρχική φάση (δ) Σχεδιασµός για σεισµικές δράσεις µικρότερες των αντιστοίχων για νέα κτίρια

Transcript

1 ΚΑΝΟΝΙΣΤΙΚΟ + ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΟ Ο.Σ. ΤΟΙΧΟΠΟΙΙΑ ΣΙΔΗΡΕΣ + Εθνικό Προσάρτηµα Στέφανος Δρίτσος Αποτίµηση και Επεµβάσεις σε Υφιστάµενες Κατασκευές µε βάση τον Ευρωκώδικα 8 και τον ΚΑΝ.ΕΠΕ. Καθηγητής Τµήµα Πολιτικών Μηχανικών, Πανεπιστήµιο Πατρών ΕΚ8-Μέρος 3 Assessment and Retrofitting of Existing Structures + ΚΑΝ.ΕΠΕ. Ως πρότυπο για κατασκ. Ο.Σ. ΕΛΟΤ περιλαµβάνον Συµπληρωµατικές Μη αντικρουώµενες διατάξεις 1 2 Δυσµένεια Παλαιών Κτιρίων (a) Μόρφωση Φ.Ο. µε αρχιτεκτονικές υπερβολές (Έλλειψη κανονικότητας: γεωµετρίας ή αντοχής σε επίπεδο ορόφου ή κτιρίου) (β) Προσδιορισµός των εντατικών µεγεθών µε απλοποιητικές παραδοχές Γνώσεις λίγες και όχι επαρκώς τεκµηριωµένες (Έλλειψη υπολογιστικών µέσων: απουσία χωρικής ανάλυσης & δισδιάστατης πλαισιακής Σ. λειτουργίας) Η. ΔΡΙΤΣΟΣ Απουσία κανονισµού (γ) Διαστασιολόγηση µε διαδικασίες που σήµερα έχουν αναθεωρηθεί Μόρφωση του φορέα πιθανόν απαράδεκτη, αλλά υπαρκτή (Ανακριβή προσοµοιώµατα, απουσία ικανοτικού σχεδιασµού και πλαστιµότητας, ανεπαρκείς κατασκευαστικές διατάξεις για ελάχιστα και µέγιστα, κ.α.) Αβέβαιες εκτιµήσεις βασικών δεδοµένων στην αρχική φάση (δ) Σχεδιασµός για σεισµικές δράσεις µικρότερες των αντιστοίχων για νέα κτίρια τεκµηρίωσης Σεισµικές Δράσεις Χαµηλή ποιότητα σκυροδέµατος, Διαβρωµένοι οπλισµοί, Παλαιά κτίρια: 1,75χε π.χ.1,75χ0,080.14g Κρυµµένες ατέλειες Νέα κτίρια (µετά 1995): αχ2.5/q π.χ 0.24x2.5/ g Δυνητική Δυσµένεια της τάξεως του 1:3 3 Ανασχεδιασµός Θέµα Δυσκολότερο από τον Σχεδιασµό Νέων Κτιρίων 4

2 Γιατί χρειαζόµαστε έναν Κανονισµό για Επεµβάσεις; 1 Η µελέτη για επέµβαση είναι πολύ διαφορετική από τη µελέτη ο Στάδιο: σχεδιασµού Σ. ενός νέου κτιρίου Η. ΔΡΙΤΣΟΣ Τεκµηρίωση υφιστάµενης κατάστασης 2 ο Στάδιο: Διαφορετική η διαδικασία προσέγγισης Αποτίµηση επάρκειας κατασκευής Άλλα πράγµατα χρειάζονται 3 ο Στάδιο: Λήψη απόφασης επέµβασης - Επιλογή λύσης 4 ο Στάδιο: Διαδικασία 5 Αρχικός σχεδιασµός της λύσης επέµβασης 5ο Στάδιο: Κατασκευή του Έργου 6 Τεκµηρίωση υφιστάµενου φορέα Στάθµες Αξιοπιστίας Δεδοµένων (ΣΑΔ) Αντοχές υλικών Οπλισµοί Σ. Γεωµετρία (και θεµέλια) Η. ΔΡΙΤΣΟΣ Υψηλή (Full Knowledge) KL3 Πραγµατικά φορτία Προηγούµενες βλάβες ή φθορές ή ελαττώµατα Ικανοποιητική (Normal Knowledge) KL2 Στάθµες αξιοπιστίας δεδοµένων (ΣΑΔ) Knowledge Levels (KL) Ανεκτή (Limited Knowledge) KL1 Συντελεστές αξιοπιστίας (Άλλοι συντελεστές ασφάλειας για τα υφιστάµενα) Ανεπαρκής: επιτρέπεται, µόνο για δευτερεύοντα στοιχεία Νέοι συντελεστές ασφάλειας για τα νέα υλικά 7 8

3 Συντελεστές αξιοπιστίας CF (Confidence factors) 1,00 9 Στάθµες Αξιοπιστίας Δεδοµένων (ΣΑΔ) Σκυρόδεµα ΕΚ8-Μέρος 3 Ανάλογα µε KL Μέθοδοι εκτίµησης f c : Συνδυασµός έµµεσων µεθόδων, βαθµονόµηση µε λίγους πυρήνες. Προσοχή στις καµπύλες αναγωγής και συσχέτισης. Απαιτούµενο πλήθος - Όχι συλλήβδην, δηλ. για όλους τους ορόφους και όλα τα δοκιµών: δοµικά στοιχεία. (Ιδιοµορφική) - Τουλάχιστον 3 πυρήνες ανά οµοειδή δοµικά στοιχεία ανά 1,35 δύο ορόφους, οπωσδήποτε στον κρίσιµο όροφο. Επιπλέον µέθοδοι - Υψηλή ΣΑΔ/όροφο:45% κατ.στοιχ./25% ορ. στοιχ. (υπερηχοσκόπιση ή κρουσιµέτρηση ή - Ικανοποιητική ΣΑΔ/όροφο:30% κατ.στοιχ./25% ορ. στοιχ. εξόλκευση ήλου για 1,20 - Ανεκτή ΣΑΔ/όροφο:15% κατ.στοιχ./7,5% ορ. στοιχ. f c <15 MPa ): Χάλυβας Επιτρέπεται µακροσκοπική αναγνώριση και κατάταξη, οπότε η ΣΑΔ θεωρείται ικανοποιητική 10 Στάθµες Αξιοπιστίας Δεδοµένων Στάθµες Αξιοπιστίας Δεδοµένων Δεδοµένα: Προέλευση Δεδοµένου: 1. Δεδοµένο που προέρχεται από σχέδιο της αρχικής µελέτης η οποία έχει αποδεδειγµένα εφαρµοστεί 2. Δεδοµένο που προέρχεται από σχέδιο της αρχικής µελέτης η οποία έχει εφαρµοστεί, µε λίγες τροποποιήσεις που εντοπίσθηκαν κατά τη διερεύνηση 3. Δεδοµένο που προέρχεται από αναφορά, σε µορφή κειµένου υποµνήµατος, σε σχέδιο της αρχικής µελέτης. 4. Δεδοµένο που έχει διαπιστωθεί ή/και µετρηθεί ή/και αποτυπωθεί αξιόπιστα 5. Δεδοµένο που έχει προσδιοριστεί µε έµµεσο τρόπο 6. Δεδοµένο που έχει ευλόγως θεωρηθεί κατά κρίση Μηχανικού 7. Δεν υπάρχουν δεδοµένα 11 12

4 Άλλες µέθοδοι ανάλυσης απαιτούνται Ποια η τιµή του συντελεστή συµπεριφοράς q; Χονδρική Εκτίµηση Δείκτη Συµπεριφοράς q για Στάθµη Επιτελεστικότητας Β Οι ελαστικές µέθοδοι ανάλυσης που σήµερα χρησιµοποιούνται (για νέα κτίρια) έχουν αξιοπιστία υπό συγκεκριµένες προϋποθέσεις που στα νέα κτίρια φροντίζουµε να πληρούνται. Εφαρµοσθέντες Ευµενής παρουσία Κανονισµοί µελέτης τοιχοπληρώσεων (στο Στις περισσότερες περιπτώσεις οι προϋποθέσεις αυτές δεν (και κατασκευής) σύνολο του κτιρίου) πληρούνται στα παλιά κτήρια < 3,00 2,30 Μέθοδοι Ανάλυσης 1985 < < ,30 1,80 υσµενής παρουσία ή απουσία τοιχοπληρώσεων Ίδιες µε αυτές που αφορούν τις νέες κατασκευές (ΕC8-Part 1) α) Μέθοδος Ανάλυσης οριζόντιας Φόρτισης (ελαστική) β) Ιδιοµορφική Ανάλυση Φάσµατος Απόκρισης (ελαστική) γ) Μη Γραµµική Στατική Ανάλυση (push-over) δ) Μη γραµµική Ανάλυση Χρονοϊστορίας (Δυναµική) 13 <1985 1,80 1,30 Στην περίπτωση ανασχεδιασµού µε χρήση ισχυρών νέων φορέων υπό προϋποθέσεις µπορεί να ισχύει: VR 0.75 τότε q qνέ ων κανονισµ ών V Ποια η εναλλακτική διαδικασία; S VR < 0.75 τότε q q V 5 S qloc m νέων κανονισµ ών 14 Τι είναι αστοχία; Αντοχή < Ένταση Διάκριση στοιχείων σε «πλάστιµα» και «Ψαθυρά» Επίπεδα Βλάβης Στάθµες Επιτελεστικότητας ή Οριακές Καταστάσεις (LS) LS of Near Collapse (NC) Οιονεί κατάρρευση (ΚΑΝΕΠΕ), βαριές και εκτεταµένες βλάβες, κτίριο πολύ κοντά στην Ψαθυρά: Έλεγχος σε όρους δυνάµεων (κατά τα γνωστά Μ, Ν, V) κατάρρευση Πλάστιµα: Έλεγχος σε όρους παραµορφώσεων LS of Significant Damage (SD) Ασφάλεια Ζωής (ΚΑΝΕΠΕ), Έστω M Rd 150 KNm< M sd 200 KNm κτίριο µε αποδεκτές σοβαρές βλάβες όπως ο σχεδιασµός νέων κτιρίων. Σε µία µελέτη νέου κτιρίου φροντίζουµε αυτό να µην ισχύει LS of Damage Limitation (DL) Άµεση χρήση (ΚΑΝΕΠΕ), Μηδαµινές βλάβες, Σε ένα υφιστάµενο που η ανισότητα µπορεί να ισχύει τα στοιχεία δεν έχουν ουσιωδώς ξεπεράσει Ερωτήµατα: Τι επίπεδα βλάβης θα υπάρξουν; την διαρροή τους Ποιες οι συνέπειες; Διάκριση στοιχείων σε «σεισµικώς πρωτεύοντα» και Θα τις δεχθούµε; «σεισµικώς δευτερεύοντα» Σεισµικώς δευτερεύοντα: Αποδεκτές µεγαλύτερες βλάβες 15 16

5 Στάθµες Επιτελεστικότητας Οριακές Καταστάσεις Στατική Οριζόντια Φόρτιση Βαθµιαία Αυξανόµενη µέχρι τέρµα V 3 V 2 V 1 δ 1 δ 2 δ 3 PUSH-OVER Για ποιό σεισµό σχεδιασµού; Σ Η. ΔΡΙΤΣΟΣ Εθνικό προσάρτηµα (πρέπει να ορίσει) Μηδαµινές Βλάβες Σοβαρές βλάβες ή Οιονεί Κατάρρευση Πιθανότητα Υπέρβασης ή Άµεση Χρήση Ασφάλεια ζωής σεισµικής δράσης σε 50 χρόνια (Τέµνουσα Βάσης) 2% DL 2% SD 2% NC 2% V Περιοδ. Επανάλ χρόνια Καµπύλη Ικανότητας A 10% DL B 10% SD 10% NC 10% Περιοδ. Επανάλ. 475 χρόνια V 3 V C 20% V DL 2 20% SD 20% NC 20% Περ. Επανάλ. 225 χρόνια V 50% DL 1 50% SD 50% NC 50% Περ. Επανάλ. 70 χρόνια δ 1 δ 2 δ 3 (µετατόπιση κορυφής) δ Ελαφριές Σηµαντικές Βαριές δ Βλάβες 17 Για ποιά οριακή κατάσταση θα γίνει ο σχεδιασµός; Εθνικό προσάρτηµα (πρέπει να ορίσει) KAN.EΠΕ Δηµόσια αρχή Ελάχιστος στόχος κατά περίπτωση Ο κύριος του έργου επιλέγει 18 Στάθµες Επιτελεστικότητας κατά ΚΑΝ.ΕΠΕ. Πιθανότητα Υπέρβασης Σεισµικής ράσης εντός του Συµβατικού Χρόνου Ζωής των 50 ετών 10% (Σεισµικές ράσεις κατά ΕΚ8-1) 50% (Σεισµικές ράσεις 0,6 x ΕΚ8-1) Μηδαµινές Βλάβες Σοβαρές Βλάβες Οιονεί Κατάρρευση (Άµεση Χρήση) (Ασφάλεια Ζωής) Αβέβαιοι τρόποι προσοµοίωσης (άνοιγµατα) Δεν κοστίζει πολύ να αγνοηθεί η συνεισφορά τους στις νέες κατασκευές Παράδειγµα Α1 Β1 Γ1 Συµµετοχή στην συνολική αντοχή της κατασκευής Φέρων οργανισµός Τοιχοπληρώσεις Σύνολο Νέες κατασκευές Α2 Β2 Γ2 Παλαιές κατασκευές Η Δηµόσια αρχή ορίζει πότε δεν επιτρέπεται πιθανότητα 50% Μέχρι τώρα τις αγνοούµε. Γιατί; Τοιχοπληρώσεις Έλλειψη προδιαγραφών ποιότητας και τρόπου κατασκευής (διαφορές αντοχών, σφηνώµατα) Στις παλαιές κατασκευές ο ρόλος τους σηµαντικός Αν αγνοηθούν στην αποτίµηση των παλαιών κατασκευών Ανάγκη σοβαρών ενισχύσεων (συχνά ανέφικτων) 19 20

6 Ποια είναι η αντοχή (ή καλλίτερα η ικανότητα) δοµικών µελών που δεν πληρούν προϋποθέσεις έντεχνης κατασκευής; Μάτιση Ράβδων µε νευρώσεις σε ευθύγραµµο µήκος l o Σε µάτιση θλιβοµένων ράβδων µετρούν και οι δύο στο θλιβόµενο οπλισµό (παρουσία εγκιβωτισµού ή περίσφιξης) Για M y, φ y, θ y : f y x l o /l oy,min, αν (1/2)l oy,min <l o < l oy,min (0.3 f y / f c ) d b π.χ. Για Φ20, C16, S400: l oy,min 30 d b π.χ. - περιοχές µε κοντές αναµονές Για τη στροφή χορδής στην αστοχία: θ pl um x l o /l ou,min, - έλλειψη αγκίστρων στα τσέρκια αν l o <l ou,min d b f y /[( α rs ω sx ) f c ] που προκύπτει αναλόγου µήκους µε τα ισχύοντα για νέες κατασκευές - ανεπαρκείς αγκυρώσεις Μάτιση λείων Ράβδων µε άγκυστρα & ευθύγραµµο µήκος παράθεσης l o >15d b Σε µάτιση θλιβοµένων ράβδων µετρούν και οι δύο στο θλιβόµενο οπλισµό Για M y, φ y, θ y : πλήρες f y εφελκυοµένων ράβδων Για τη στροφή χορδής στην αστοχία: θ um x λ θ 21 όπου λ θ 0,016x(10+l o / d b ), αν l o < 40d b και λ θ 0, 8, αν l o 40d b 22 Πως γίνεται ο έλεγχος των παραµορφώσεων; Μ θ u pl ΙΚΑΝΟΤΗΤΕΣ ΜΕΛΩΝ Ικανότητα στροφής χορδής κατά τη διαρροή: Δοκοί και Υποστυλώµατα Σ. Η. θ θ d ΔΡΙΤΣΟΣ Οριακή ικανότητα στροφής χορδής: θ y θ d θ u θ Τοιχεία ορθογωνικής, Τ- και Ι- Διατοµής d m θ θ y ΚΕΙ ef M y 3θ L y s Πλαστικό τµήµα ικανότητας στροφής χορδής: 23 24

7 ΕΛΕΓΧΟΙ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΣΕ ΤΕΜΝΟΥΣΑ Στάθµη Επιτελεστικότητας: -Άµεση Χρήση (DL): θ d θ y Δοκοί και Υποστυλώµατα -Ασφάλεια Ζωής (SD): Πρωτεύοντα: Δευτερεύοντα ή Τοιχοπληρώσεις: Όπου: 1 θ y +θ θ u u θ d θ d γ Rd 2 γ Για ορθογωνικές διατοµές Για κυκλικές διατοµές Rd Όπου: γ Rd 1,5 γιαπρωτεύονταήδευτερεύοντα Τοιχώµατα γ Rd 1,3 γιατοιχποληρώσεις -Οιονεί Κατάρρευση (NC) θu Όπου: γ θ Rd 1,5 γιαπρωτεύοντα γ d Rd γ Rd 1,0 γιαδευτερεύονταήτοιχποληρώσεις εν απαιτείται έλεγχος οριζοντίων δευτερευόντων 25 Κοντά Υποστυλώµατα (LV/h) ΓενικέςΑπαιτήσεις Έλεγχος διεπιφανειών ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8 ΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗΕΠΕΜΒΑΣΕΩΝ 8.2 Επεµβάσεις σε Κρίσιµες Περιοχές Ραβδόµορφων οµικών Στοιχείων Επεµβάσεις µε στόχο την αύξηση της ικανότητας έναντι µεγεθών ορθής έντασης Επεµβάσεις µε στόχο την αύξηση της φέρουσας ικανότητας έναντι τέµνουσας Επεµβάσεις µε στόχο την αύξηση της τοπικής πλαστιµότητας Επεµβάσεις µε στόχο την αύξηση της δυσκαµψίας Σκυρόδεµα Χάλυβας Σύνθετα 8.3 Επεµβάσεις σε Κόµβους Πλαισίων Ανεπάρκεια λόγω διαγώνιας θλίψης κόµβου Ανεπάρκεια οπλισµού κόµβου 8.4 Επεµβάσεις σε Τοιχώµατα Επεµβάσεις µε στόχο την αύξηση ικανότητας έναντι µεγεθών ορθής έντασης Επεµβάσεις µε στόχο την αύξηση της φέρουσας ικανότητας τέµνουσας Επεµβάσεις µε στόχο την αύξηση της τοπικής πλαστιµότητας Επεµβάσεις µε στόχο την αύξηση της δυσκαµψίας 8.5 ΕµφάτνωσηΠλαισίων Προσθήκη απλού γεµίσµατος Τοιχωµατοποίηση πλαισίων Ενίσχυση υφιστάµενων τοίχων πληρώσεως Προσθήκη ράβδων δικτύωσης, µετατροπή πλαισίων σε κατακόρυφα δικτυώµατα 8.6 Προσθήκη Νέων Παράπλευρων Τοιχωµάτων και ικτυωµάτων Σύνδεσµοι Θεµελίωση νέων τοιχωµάτων ιαφράγµατα 8.7 Επεµβάσεις σε Στοιχεία Θεµελίωσης 27 28

8 Βλάβες σε οκίµιο µε Εκτοξευόµενο Σκυρόδεµα και Βλήτρα Βλάβες σε οκίµιο µε Έγχυτο Σκυρόδεµα, Σκυρόδεµα, Λεία ιεπιφάνεια χωρίς ιατµητικούς Συνδέσµους Έλεγχος Συνεργασίας στη Διεπιφάνεια Ανίσωση Ασφαλείας Rid > Sid Αντίσταση Διεπιφάνειας (σε θλίψη, σε εφελκυσµό, διατµητική) (βλ. Κεφ.6) Εντατικά Μεγέθη που δρουν στη διεπιφάνεια Ελάχιστα και Μέγιστα 31 32

9 Έλεγχος Διεπιφανειών παλαιό σκυρόδεµα Δ Β Α F V Γ FΓΔ Α Δ ι j νέο σκυρόδεµα a ή Γ Β, π ε ι j δi FAB FΓ - διεπ. Vi-j Β Μ z Μ +Δ Μ. Viδιεπ j V V διεπ. Μ ',V' Ροπή, Τέµνουσα λόγω δράσεων µετά την επέµβαση Vi-j fy m t k Ελάχιστο Ποσοστό Βλήτρων fc 8 1, 0 a n i ds s Α c δ A ρδ. π ε ι V. π ε ι j δi d Vδ R a M ' a V' z' z' Εκτράχυνση µε Αµµοβολή Προετοιµασία Επιφάνειας µε Αεροµατσάκονο 35 36

10 ΜΑΝΔΥΕΣ Ο.Σ. Σ. Η. ΡΙΤΣΟΣ Τοποθέτηση ενδιάµεσων συνδετήρων σε επιµήκεις διατοµές 39 40

11 Τοποθέτηση ενδιάµεσων συνδετήρων σε τετραγωνικές διατοµές OXI NAI γωνία 45ο Άνοιγµα Συνδετήρων Θλίβουσα ύναµη Μανδύα { { { D u F nd + b s s Ah b n m t m c fc μ o u 4 F Αναρτήρες (πάπιες) Τριβή Βλήτρα Ελάχιστοι Συνδετήρες Μανδύα f ctm d w fy 8. 0, δηλ. w αs w Και m d t fc w t fy w s A αs ΕΚΩΣ 2000 d 2h t Προσεγγιστική Μέθοδος Μονολιθικής Συµπεριφοράς kk 0,80 Ηλεκτροσυγκόλληση Άκρων Συνδετήρων Μανδύα 43 kr 0,90 kθy 1,25 kθu 0,80 44

12 ΚFFFyΚδyδδyyΚκΚΚμεΚδuδuuP Εντατικού Μεγέθους Παραµόρφωσης µε Επισκευασµένα Στοιχεία F Πλήρης Αλληλεπίδραση F µονολιθικό y,µ F y,ε επισκευασµένο Μερική Αλληλεπίδραση F res,µ Κ F res,ε Κ µ δ y,µ δ y,ε δ u,ε δ u,µ δ Διαχωρισµός εy,ε,ε,ε,μδκαµπύλες,μ,μ45 46 k k Συντελεστές Μονολιθικότητας υσκαµψία πραγµατικού σύνθετου στοιχείου υσκαµψία µονολιθικούστοιχείου Εκτίµηση ικανότητας Προσθήκη Νέας Στρώσης Σκυροδέµατος Αντοχή πραγµατικού σύνθετου στοιχείου k r Αντοχή µονολιθικούστοιχείου k k k r 1,0 Για πλάκες: Πλαστιµ ότητα πραγµατικού σύνθετου στοιχείου kµ Πλαστιµ ότητα µονολιθικούστοιχείου k k 0,85 k r 0,95 k θy 1,15 k θu 0,85 Οριακήπαραµ όρφωση πραγµατικού σύνθετου στοιχείου kδ u Για λοιπά στοιχεία: Οριακή παραµ όρφωση µονολιθικούστοιχείου Προσεγγιστική Μέθοδος Μονολιθικής Συµπεριφοράς k k 0,80 k r 0,85 k θy 1,25 k θu 0,75 Αντοχή, Πλαστιµότητα, Δυσκαµψία, Ικανότητα Παραµόρφωσης Ενισχυµένου Στοιχείου k i (Αντοχή, Πλαστιµότητα, Δυσκαµψία, Ικανότητα Παραµόρφωσης Μονολιθικού Στοιχείου ) Με συνεκτίµηση της ολίσθησης Προσεγγιστικά µε χρήση συντελεστών µονολιθικότητας 47 48

13 tπ.(1-λβμs)lsabjfsαποκατασταση ΙΚΑΝΟΤΗΤΑΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕ ΜΕΙΩΜΕΝΑ ΜΗΚΗ ΜΑΤΙΣΜΕΝΩΝ ΡΑΒ ΩΝ Καµπτική Ενίσχυση T απ (1 λs) A f b s (1 λs) A f Tµ b ρ l f s σ σ h h, απ. µ ρ l σ t σ B j j h ό που: σ j t j σ j t j ρ Σ. l s Η. f σ j t σ j h ΔΡΙΤΣΟΣ ρ β f f B s s j,ασσjtj 49 Building Klinkerstr, Amsterdam Σ. Η. ΡΙΤΣΟΣ 50 Teng et al, 2002 Teng et al, 2002 Σ. Αναλαµβανόµενη Η. ΡΙΤΣΟΣ δύναµη επικολλητών φύλλων συναρτήσει του µήκους αγκύρωσης 51 Σ. Απόσχιση Η. ΡΙΤΣΟΣεπικάλυψης σκυροδέµατος στο πέρας του σύνθετου υλικού 52

14 Διάγραµµα Φορτίου-Βύθισης για Δοκούς Ενισχυµένες µε Επικολλητά Ελάσµατα Teng et al, 2002 Σ. Η. ΡΙΤΣΟΣ P P max f L b σ P E f Σ. crit max j ctm σ L e L b Η. 1,15 ΔΡΙΤΣΟΣ jd γ 1, 2 1, 2b t 2 t R j j j 2/3 2/3 0.3 f MPa και Ας θεωρηθεί η περίπτωση µίας δοκού από σκυρόδεµα C16/20 που ενισχύεται στο εφελκυόµενο πέλµα µε ένα έλασµα ΙΟΠ-Άνθρακα, πάχους t j1mm και πλάτους b j1/2b w. Εξετάζοντας την 2η µορφή αστοχίας λαµβάνεται: ctm ck Έλεγχος Αποκόλλησης 200 x 1.92 x 10 P/2 P/2 L e E j 2 f t j ctm P k f b L max ctm j e Έλεγχος Απόσχισης Άκρου V sd, απολ. Vcd,απολ Msd, απολ. 0.67MRd, απολ 3 Rostasy, 1997 σ j,crit MPa 2 A Χρήσιµη τεχνική για ενισχύσεις γύρω από νέα ανοίγµατα σε πλάκες, τοιχώµατα jσ jd Vsdj Vsd,απ όλ. t j σ j,crit Aso fydo+ Aσ j jd

15 Καµπτική Ενίσχυση µε Οπλισµούς εντός Αυλακιών (Δεν καλύπτεται από τον ΚΑΝ.ΕΠΕ.) σκυρόδεµα σκυρόδεµα CFRP stripοπλισµός Λάµες - Ρητίνη Λάµες -Ρητίνη bonding agent σκυρόδεµα Εγκιβωτισµένη ράβδος οπλισµού Μιτολίδης, ιδακτορική ιατριβή 2009, ΑΠΘ. 57 Αύξηση Φέρουσας Ικανότητας Έναντι Τέµνουσας Ανεπάρκεια Έναντι Λοξής Θλίψης (Vsd>VRd2) Σ. Η. ΡΙΤΣΟΣ Λάµες - Ρητίνη Ανεπάρκεια Οπλισµού Διάτµησης 58 (Vsd>VRd3) Με πρόσθετες στρώσεις σκυροδέµατος Με εξωτερικά στοιχεία από χάλυβα ή ΙΟΠ Με περίσφιγξη fck,c (1, ,25aω w ) fck Με προσθήκη νέων στρώσεων σκυροδέµατος κλειστός µανδύας (συνιστάται) τρίπλευρη ενίσχυση (α) (γ) (α) (β) (δ) (ε) (γ) Ενδεικτικοί τρόποι ενίσχυσης σε διάτµηση έναντι ανεπάρκειας σε λοξή θλίψη: (α), (β) Κλειστές ενισχύσεις, (γ) Ανοικτές ενισχύσεις (στ) V + V M R r, d R d 1 R γ d s V (β) (ζ) (η) Ενδεικτικοί τρόποι ενίσχυσης σε διάτµηση έναντι ανεπάρκειας οπλισµού διάτµησης: (α), (β) κλειστή ενίσχυση, (γ), (δ),(ε),(στ) ανοικτή ενίσχυση µε αγκυρωµένα άκρα & 60 (ζ) ανοικτή ενίσχυση αποδεκτή κατά παρέκκλιση

16 Διατµητική Ενίσχυση µε ΙΟΠ Περίσφιγξη µε Μεταλλικό Κλωβό (a) (β) Η τάση στις ίνες εξαρτάται από το εύρος της ρωγµής που γεφυρώνουν. Δεν υπάρχει ανακατανοµή της έντασης Αστοχούν οι ίνες στη θέση (α) πριν καλά-καλά ενεργοποιηθούν οι ίνες στην θέση (β) Μέση τιµή αντοχής ½ max Αντοχής k v 0, Περίσφιγξη µε ΙΟΠ Σ. Η. ΡΙΤΣΟΣ 63 Σ. Η. ΡΙΤΣΟΣ 64

17 σc περισφιγµένο µε FRP f*c, FRP περισφιγµένο µε στοιχεία χάλυβα f*c, s απερίσφικτο fc 0,85fc ε co ε 0 cu ε*cu, FRP ε*co ε*cus ε Χαλύβδινη περίσφιγξη ε*cu 0, ,1αωw Περίσφιγξη ΙΟΠ µε ίνες άνθρακος ε*cu 0, 0035 (f c* :f c ) 2 Περίσφιγξη ΙΟΠ µε ίνες γυαλιού ε*cu 0, 007 (f c* :f c ) 2 όπου f c* (1, , 25αω w ) f c 65 Σ. Η. ΡΙΤΣΟΣ 66 Απαιτούµενος Οπλισµός Περίσφιξης Αύξηση Πλαστιµότητας Απαίτηση Στοχευόµενου q: Υπολογίζεται ο απαιτούµενος δείκτης συµπεριφοράς qµ q/qo (qo παράγοντας υπεραντοχής δοµήµατος κατά EC8) Υπολογίζεται ο απαιτούµενος δείκτης πλαστιµότητας σε όρους µετακινήσεων: ό µd ό Απαίτηση Στοχευόµενου m: Οµοίως µε δείκτη συµπεριφοράς q, µόνο που το µd αντικαθιστάται µε mαπ. Υπολογίζεται η απαιτούµενη τιµή του δείκτη πλαστιµότητας σε όρους καµπυλότητας : (µd 1):(µ1/r 1) 3 Όπου η θy : Για δοκούς ή υποστυλώµατα Απαίτηση Επιθυµητής Ικανότητας Γωνίας Στροφής Χορδής θu: Υπολογίζεται η µ1/r µέσω αξιόπιστων συσχετισµών µε τη µθ 2 τ τ τ τ α τ μ q Απαιτούµενος Οπλισµός Περίσφιξης Αύξηση Πλαστιµότητας 2 τ τ τ τ α τ ) 1 μ q ( 2 τ τ + 1 θu,απ. µ θ,απ. θ y Υπολογίζεται η απαιτούµενη µέγιστη θλιπτική παραµόρφωση σκυροδέµατος: ε*cu 2,2 μ1/r εsy ν Χαλύβδινη Περίσφιξη: ε 0, ,1 α ω w Περίσφιξη µε CFRP: ε 0,0035 ( f : fc ) * cu * c fc* (1, ,25 a ω w )fc 67 µθ µd µθ µd µη σχηµατισµός πλαστικού µηχανισµού ορόφων H tot H ορ. πιθανός σχηµατισµός πλαστικού µηχανισµού σε όροφο µ1/ r,απ. 3µ d,απ. 2 ε 2 Ls + a V z L (1/ r ) y d b f y + 0, ,125 s + 3 h 8 fc π α, u *c * Περίσφιξη µε GFRP: ε cu 0,007 ( fc* : fc ) 2 µε Ls + a V z h (1/ r ) y d b f y θy (1/ r ) y + 0, ,5 + 3 L 8 fc s Η συσχέτιση των µθ και µd γίνεται µέσω των σχέσεων: Ογκοµετρικό µηχανικό ποσοστό περίσφιξης ωw : * cu θ y (1/ r ) y Για τοιχώµατα ω w,απ 68

18 ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΚΟΜΒΩΝ Επισκευή µε ρητινενέσεις Προσθήκη χιαστί κολλάρων από χαλύβδινα στοιχεία 69 ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΚΟΜΒΩΝ CEA, Sacley 70 Ενίσχυση κόµβων µε ΙΟΠ Προσθήκη επικολλητών ελασµάτων από χάλυβα 71 CEA, Sacley 72

19 Ενίσχυση Τοιχωµάτων Αποκατάσταση Ανεπαρκών Αναµονών Όπως και στα υποστυλώµατα Αύξηση Φέρουσας Ικανότητας Έναντι Κάµψης Προσθήκη υποστυλωµάτων στα άκρα Μονόπλευρη ενίσχυση και προσθήκη υποστυλωµάτων Ολόπλευρος κλειστός µανδύας (συνιστάται) CEA, Sacley Ενίσχυση Τοιχωµάτων Εµφάτνωση Πλαισίων Αύξηση Φέρουσας Ικανότητας Έναντι Τέµνουσας Ανεπάρκεια λόγω λοξής θλίψης κορµού Μορφές: Προσθήκη νέων στρώσεων σκυροδέµατος ή µανδύα Ανεπάρκεια οπλισµού διάτµησης Προσθήκη Απλού Γεµίσµατος Προσθήκη Σ. Εξωτερικών στοιχείων Η. χάλυβα ή ΙΟΠ ή µανδύας ΔΡΙΤΣΟΣ Τοιχωµατοποίηση Πλαισίου Ολίσθηση Τοιχώµατος Προσθήκη κατακόρυφων µεταλλικών στοιχείων εκατέρωθεν του αρµού Ενίσχυση Υφισταµένων Τοίχων Πληρώσεως Τοπικός µανδύας Αύξηση Πλαστιµότητας (Δεν προσφέρονται οι µέθοδοι περίσφιγξης) Αύξηση διατοµής θλιβόµενου πέλµατος µε προσθήκη εγκάρσιου τοιχώµατος µε τοπική διεύρυνση του άκρου Τοποθέτηση εγκαρσίων διαµπερών σφικτήρων 75 Σηµαντική Αύξηση της Δυσκαµψίας και της Σεισµικής αντίστασης του φορέα Κρίσιµα σηµεία της µελέτης Έλεγχος επάρκειας µεταφοράς τέµνουσας στις στάθµες των ορόφων Μικρή Αξονική Μειωµένη Ενεργός υσκαµψία, Μεγάλη Στροφή στο Θεµέλιο Κατασκευαστικά θέµατα υσκολία σκυροδέτισης (ανεπαρκής πρόσβαση στην κορυφή) Αντιµετώπιση συστολής ξήρανσης 76

20 Προσθήκη Απλού Γεµίσµατος Τοιχοµατοποίηση Πλαισίου Εµφατνώσεις πάχους µικρότερου ή ίσου µε το πλάτος της δοκού Τοιχώµατα από: α) Άοπλο ή οπλισµένο σκυρόδεµα νέο νέο (επί τόπου κατασκευαζόµενα ή προκατασκευασµένα) υποστύλ ωμα υποστύλ ωμα β) Άοπλη ή οπλισµένη τοιχοποιία Δεν λαµβάνονται ειδικά µέτρα σύνδεσης του γεµίσµατος µε το νέο νέο παλαιό παλαιό τοίχωμα τοίχωμα υποστύλωμ υποστύλωμ πλαίσιο α α Προσοµοίωση του γεµίσµατος µέσω διαγώνιου θλιπτήρα Εµφατνώσεις πάχους µεγαλύτερου του πλάτους της δοκού Χαµηλή πλαστιµότητα. Συνιστάται m 1,5 Προσοχή Πρόσθετες Τέµνουσες σε Δοκούς και Υποστυλώµατα s F s Τοιχωµατοποίηση Πλαισίου Προσοµοίωµα Ελέγχου Επάρκειας N s L h Ελάχιστο πάχος στρώσης 50 mm N s F s 2VRc Fs Vs Min ρv ρh0,005 P Σ. l Η. γ sd ΔΡΙΤΣΟΣ Αντίσταση ενισχυµένου τοίχου Αντίσταση λοξού θλιπτήρα b w ενεργό πλάτος διαγώνιου θλιπτήρα F N s R λ fc t w bw λ 0,4, συντελεστής αποµένουσας απόκρισης ' του διαγώνιου θλιπτήρα µετά την fc 0,6fc υπέρβαση της κρίσιµης παραµόρφωσής του L ' N l P h F l s Ασκούµενη Τέµνουσα στο Έλεγχος Αντίστασης Φατνώµατος: Θλίψη ιαγώνιου Θλιπτήρα: ιάτµηση κατά Μήκος των ιεπιφανειών: Τοίχωµα: Ενίσχυση Υφισταµένων Τοίχων Πληρώσεως Με αµφίπλευρες οπλισµένες στρώσεις εκτοξευόµενου σκυροδέµατος χωρίς υποχρεωτική αγκύρωση στο περιβάλλον πλαισίωµα. Εξασφάλιση της από κοινού λειτουργίας υφιστάµενης τοιχοποιίας µε τις δύο στρώσεις ενίσχυσης µέσω διαµπερών κοχλωτών συνδέσµων: l 1 F F N > n D L 2 βλ., οριζ. s R δ u h 1 F F > n D l 2 βλ., κατ. βλ., οριζ. v u Ελάχιστη ποσότητα βλήτρων 3Φ16 ανά µέτρο της περιµέτρου και ρ min 79 80

21 ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΝΕΩΝ ΠΑΡΑΠΛΕΥΡΩΝ ΤΟΙΧΩΜΑΤΩΝ Η ΧΑΛΥΒ ΙΝΩΝ ΙΚΤΥΩΜΑΤΩΝ (Λύση που απαιτεί ιδιαίτερα υψηλή µελετητική και κατασκευαστική εµπειρία) Λεπτοµέρεια Α ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΙΚΤΥΩΤΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Λεπτοµέρεια Α- Κάτοψη Συνιστώµενη θέση τοιχωµάτων Ενδεικτική διάταξη συνδέσµων Συνίσταται: (α) Ο συνδυασµός της θεµελίωσης των νέων τοιχωµάτων µε τις υφιστάµενες θεµελιώσεις (β) Η κατά το δυνατόν αύξηση της αξονικής δύναµης που θα αναλάβουν τα νέα τοιχώµατα 81 κατά τον σεισµό 82 ΕΝΙΣΧΥΣΕΙΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΘΕΜΕΛΙΩΣΗΣ Ανεπάρκεια επιφάνειας έδρασης Ανεπαρκές ύψος Αύξηση διαστάσεων Συνδυασµός µε ενίσχυση κατακόρυφων µελών Ανάρτηση Asw Pn tan α f ywd Ενδεικτική ενίσχυση πεδίλων µε την τεχνική των µανδυών, 83 όταν η επέµβαση περιλαµβάνει και ενίσχυση του φέροντος κατακόρυφου στοιχείου 84