Μερικά στοιχεία για τις Σύμμικτες Κατασκευές από τον Ευρωκώδικα 8

Transcript

1 Μερικά στοιχεία για τις Σύμμικτες Κατασκευές από τον Ευρωκώδικα 8 Α. ΑΒΔΕΛΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΕΤΑΛΛΙΚΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Α.Π.Θ. Α. ΑΒΔΕΛΑΣ

2 1986: Οδηγίες Σχεδιασμού της ECCS (European Convention for Constructional Steelwork) 1994: Eurocode 8 = ENV (=Σχέδιο Συζήτησης) Κατασκευές από Χάλυβα Οδηγίες της ECCS Σύμμικτες Κατασκευές: λίγες πληροφορίες 1994: Σεισμός στο Northridge 1995: Σεισμός στο Kobe Πολλές ρηγματωμένες χαλύβδινες συνδέσεις : Η Ευρωπαϊκή Ένωση χρηματοδοτεί σχετική έρευνα. Αποτέλεσμα: Βελτιωμένοι κανόνες σχεδιασμού (σε συνδυασμό με την αντίστοιχη έρευνα σε ΗΠΑ και Ιαπωνία)

3 Μεγάλος αριθμός αστοχίας χαλύβδινων συνδέσεων στο Northridge => η χρήση των ΕΚ3, 4 και 8 και η ευρωπαϊκή πρακτική θα τις απέτρεπε Ευρώπη Υλικό βάσης κατάλληλο για συγκολλήσεις Αντοχή χάλυβα Συγκολλήσεις στο εργοστάσιο Μετωπικές πλάκες με κοχλίες (συγκολλήσεις & οπές στο εργοστάσιο) ΗΠΑ (πριν από το Northridge) Υλικό βάσης και συγκολλήσεις χαμηλής αντοχής Συγκολλήσεις ακατάλληλες για δυναμικά φορτία Ανάμικτοι κοχλίες & ραφές στην ίδια διατομή

4 Ανάλυση σύμμικτων κατασκευών: Ερωτήματα 1. Να αγνοηθεί το σκυρόδεμα: Πώς και σε τι βαθμό; Ικανοτικός έλεγχος: Πόσο ασφαλής είναι; 2. Να ΜΗΝ αγνοηθεί το σκυρόδεμα: Προβλήματα Εκτίμηση του b eff της πλάκας στην ελαστική και την πλαστική περιοχή Προσδιορισμός των προϋποθέσεων πλαστιμότητας των διατομών Συντελεστές συμπεριφοράς Κατανομή συνδέσμων διάτμησης Συμβολή της εγκάρσιας δοκού στη μεταφορά της Μ Συνδέσεις μερικής αντοχής Α. ΑΒΔΕΛΑΣ

5 Πλαστιμότητα στα άκρα των δοκών Πού να γίνει η διαρροή; Στοιχεία από χάλυβα; Μ + =ΟΚ Σκυρόδεμα; Όχι (διάβρωση) Μ - =Λυγισμός Σύνδεσμοι; Όχι (ολιγοκυκλική κόπωση) Οπλισμοί; Μ - = ΟΚ Συνδέσεις; Απαραίτητη η Component Method

6 Πειράματα στο Ευρωπαϊκό Ερευνητικό Κέντρο του Ispra Πλαίσια 3-D: Διαξονικοί έλεγχοι κυκλικής απόκρισης

7 Πώς μπορούμε να έχουμε απελευθέρωση ενέργειας στις σύμμικτες κατασκευές; Στις σύμμικτες από χάλυβα και σκυρόδεμα δοκούς, υποστυλώματα και συνδέσεις, ο χάλυβας είναι ένα πλάστιμο υλικό και αν χρησιμοποιηθούν οι κατάλληλες ποιότητες, στην αστοχία θα έχουμε μία επιμήκυνση της τάξης του 15% και η πλαστιμότητα θα είναι ε y,max /ε y >15. Το σκυρόδεμα έχει μικρή ικανότητα παραμόρφωσης αστοχίας ε cu2 της τάξης του 3,5Χ10-3. Πρακτικά, η παραμόρφωση αστοχίας του σκυροδέματος είναι μόλις διπλάσια της μέγιστης παραμόρφωσης ε c2 στην ελαστική περιοχή, δηλαδή η πλαστιμότητα του σκυροδέματος είναι μόλις 2, πολύ μικρότερη του 15 που έχει ο χάλυβας.

8 Η μέγιστη παραμόρφωση ε cu2 μπορεί να αυξηθεί 2 έως 4 φορές στην περιοχή όπου υπάρχει επαρκής εγκάρσιος οπλισμός. Η απαιτούμενη πλαστιμότητα σε σύμμικτα δομικά στοιχεία ή σε σύμμικτες συνδέσεις επιτυγχάνεται, όπως και στο Ο.Σ. με την κατάλληλη διαστασιολόγιση ώστε να έχουμε διαρροή του χάλυβα ενώ το σκυρόδεμα παραμένει ελαστικό. Με τον τρόπο αυτό, η απελευθέρωση ενέργειας επιτυγχάνεται με τη διαρροή των χαλύβδινων διατομών ή των ράβδων οπλισμού, ενώ το σκυρόδεμα παραμένει ανέπαφο.

9 Μία βασική επιλογή στο σχεδιασμό των σύμμικτων κατασκευών με απελευθέρωση ενέργειας: Ο "Βαθμός" Σύμμικτης Σύνδεσης Οι σύμμικτες κατασκευές με απελευθέρωση ενέργειας απαιτούν αξιόπιστες ΖΑΕ. Αυτό επιτυγχάνεται με τις εξής επιλογές σχεδιασμού: a) Δομική συμπεριφορά μικρής απελευθέρωσης ενέργειας b) Δομική συμπεριφορά απελευθέρωσης ενέργειας με σύμμικτες ΖΑΕ c) Δομική συμπεριφορά απελευθέρωσης ενέργειας με χαλύβδινες ΖΑΕ

10 Η τρίτη επιλογή μπορεί να διευκολύνει την ανάλυση και την εκτέλεση, αλλά θα πρέπει πραγματικά να μην υπάρχει σύνδεση χάλυβα-σκυροδέματος στις πιθανές ζώνες απελευθέρωσης ενέργειας. Αν το μοντέλο δεν αντιστοιχεί στην πραγματική κατάσταση, υπάρχει ο κίνδυνος ο ικανοτικός σχεδιασμός να οδηγήσει σε λάθος εκτίμηση των διατομών που γειτονεύουν με τις ΖΑΕ, με αποτέλεσμα τον κίνδυνο πλαστικοποίησης σε λάθος θέσεις. Δηλαδή: Σύμμικτες ΖΑΕ = Σύμμικτα δομικά στοιχεία ή συνδέσεις Χαλύβδινες ΖΑΕ = χαλύβδινα δομικά στοιχεία ή συνδέσεις

11 Παραδοχές Σχεδιασμού (Design Concepts) Οι αντισεισμικές σύμμικτες κατασκευές μπορούν να σχεδιαστούν με τις ακόλουθες παραδοχές σχεδιασμού

12 Παραδοχή Σχεδιασμού (a) Δομική συμπεριφορά μικρής απελευθέρωσης ενέργειας αποτελέσματα δράσεων από ελαστική ανάλυση μη γραμμική συμπεριφορά του υλικού (δυνητικά) OXI μείωση ροπής αδράνειας λόγω ρηγμάτωσης του σκυροδέματος NAI φάσμα σχεδιασμού: τιμή αναφοράς του q =1,5-2 αντοχή των μελών και των συνδέσεων σύμφωνα με τους ΕΚ3 και ΕΚ4 χωρίς πρόσθετες απαιτήσεις. Σε κτίρια χωρίς σεισμική μόνωση, ο σχεδιασμός με τη παραδοχή (a) συστήνεται μόνο για περιπτώσεις χαμηλής σεισμικότητας: Σε περιπτώσεις χαμηλής σεισμικότητας, για κάποιους τύπους ή κατηγορίες κατασκευών μπορούν να χρησιμοποιηθούν μειωμένες ή απλοποιημένες διαδικασίες σεισμικού σχεδιασμού Σημείωση: Η επιλογή κατηγοριών κατασκευών, εδαφών και σεισμικών ζωνών μιας χώρας για τις οποίες ισχύουν οι προβλέψεις χαμηλής σεισμικότητας μπορεί να γίνει από το Εθνικό Κείμενο Εφαρμογής. Συστήνεται να θεωρούνται ως περιπτώσεις χαμηλής σεισμικότητας είτε αυτές όπου η επιτάχυνση σχεδιασμού σε έδαφος τύπου Α, a g, δεν είναι μεγαλύτερη από 0,08 g (0,78 m/s 2 ), ή αυτές όπου το γινόμενο ag.s δεν είναι μεγαλύτερο από 0,1 g (0,98 m/s 2 ). Η επιλογή του εάν θα χρησιμοποιηθεί η τιμή του a g ή του a g.s σε μία χώρα για τον προσδιορισμό των περιπτώσεων χαμηλής σεισμικότητας μπορούν να βρεθούν στο Εθνικό Κείμενο Εφαρμογής. Α. ΑΒΔΕΛΑΣ

13 Κοχλίες μόνο 8.8 και 10.9 Σύνδεσμοι μορφής Κ απαγορεύονται

14 Παραδοχή Σχεδιασμού (b) Δομική συμπεριφορά απελευθέρωσης ενέργειας με σύμμικτες ζώνες απελευθέρωσης ενέργειας ικανότητα των ζωνών απελευθέρωσης ενέργειας να αντέξουν τις σεισμικές δράσεις μέσω της ανελαστικής συμπεριφοράς NAI φάσμα σχεδιασμού: τιμή αναφοράς του q >2 η τιμή του q εξαρτάται από την κατηγορία δομικής πλαστιμότητας και την δομική κατηγορία (δες επόμενα) ισχύουν οι προδιαγραφές των ΕΚ4 & ΕΚ8 για την ανάλυση και τον σχεδιασμό Παραδοχή Σχεδιασμού (c) σύμμικτη συμπεριφορά των ζωνών απελευθέρωσης ενέργειας ΟΧΙ (απαγορεύεται) σχεδιασμός κατά ΕΚ4 για μη σεισμικά φορτία και κατά το Κεφάλαιο 6 (Χαλύβδινα Κτίρια) του ΕΚ8 για σεισμικές δράσεις: Προϋποθέσεις για αγνοηθεί η σύμμικτη λειτουργία πλακών-δοκών: (1) Η πλαστική αντοχή της διατομής μιας σύμμικτης πλακοδοκού μπορεί να υπολογιστεί παίρνοντας υπόψη μόνο την χαλύβδινη διατομή αν η πλάκα είναι πλήρως αποσυνδεδεμένη από το χαλύβδινο πλαίσιο σε μία κυκλική ζώνη διαμέτρου 2beff γύρω από το υποστύλωμα, όπου 2beff είναι το μεγαλύτερο από τα δρώντα πλάτη των δοκών που συνδέονται σε αυτό το υποστύλωμα. (2) Πλήρως αποσυνδεδεμένη σημαίνει ότι δεν υπάρχει επαφή ανάμεσα στην πλάκα και σε οποιαδήποτε κατακόρυφη επιφάνεια οποιουδήποτε χαλύβδινου στοιχείου (π.χ. υποστυλώματα, συνδέσμους διάτμησης, λεπίδες σύνδεσης, κυματοειδές πέλμα, χαλυβδόφυλλο καρφωμένο στο πέλμα χαλύβδινης διατομής). (3) Σε μερικά εγκιβωτισμένες δοκούς, η συνεισφορά του μεταξύ των πελμάτων της χαλύβδινης διατομής σκυροδέματος πρέπει να παίρνεται υπόψη. Α. ΑΒΔΕΛΑΣ

15 Οι κανόνες σχεδιασμού για σύμμικτες κατασκευές με δομική συμπεριφορά απελευθέρωσης ενέργειας (παραδοχή σχεδιασμού b), στοχεύουν στην ανάπτυξη αξιόπιστων τοπικών πλαστικών μηχανισμών (ΖΑΕ) στην κατασκευή και ενός αξιόπιστου συνολικού πλαστικού μηχανισμού που απελευθερώνει όσο το δυνατόν περισσότερη ενέργεια υπό την σεισμική δράση σχεδιασμού. Για κάθε δομικό στοιχείο ή τύπο κατασκευής δίνονται κανόνες για την επίτευξη αυτού του στόχου, σε σχέση με τα επονομαζόμενα ειδικά κριτήρια. Τα κριτήρια αυτά στοχεύουν στην ανάπτυξη μιας συνολικής μηχανικής συμπεριφοράς για την οποία μπορούν να δοθούν οδηγίες σχεδιασμού. Για την παραδοχή σχεδιασμού b, σύμμικτη δομική συμπεριφορά απελευθέρωσης ενέργειας, ορίζονται 2 κατηγορίες δομικής πλαστιμότητας, DCM και DCH. Αντιστοιχούν σε μία αυξημένη ικανότητα της κατασκευής να απελευθερώνει ενέργεια μέσω πλαστικών μηχανισμών. Ανάλογα με την κατηγορία, μία κατασκευή πρέπει να πληροί συγκεκριμένες απαιτήσεις σε σχέση με την κατάταξη των χαλύβδινων διατομών, τη στροφική ακαμψία των συνδέσεων και τις κατασκευαστικές λεπτομέρειες

16 Οι παραδοχές σχεδιασμού σχετίζονται με τις κατηγορίες πλαστιμότητας και τους συντελεστές συμπεριφοράς q σύμφωνα με τον πίνακα 7.1 και υπό τους περιορισμούς του πίνακα 7.2. Όπου α 1 είναι ο πολλαπλασιαστής της οριζόντιας δράσης σεισμικού σχεδιασμού ο οποίος απαιτείται για να φτάσουμε στην πλαστική αντοχή σε ένα μέρος της κατασκευής (1 η πλαστικοποίηση) και α u είναι ο πολλαπλασιαστής της οριζόντιας δράσης σεισμικού σχεδιασμού ο οποίος απαιτείται για τον σχηματισμό μηχανισμού (κατάρρευση). Ο λόγος α u / α 1 είναι δυνατόν να προκύψει από ανάλυση pushover αλλά πρέπει να είναι πάντα 1,6.

17 Ductility Classes: plastic deformation capacity without buckling * ^ ** * a: Ισχύουν οι EΚ3 & ΕΚ4 ** b: Ισχύουν οι EΚ4 &EΚ8 c: Ισχύουν οι EΚ4 & EC8 ( 6-χάλυβας) ^ Το ΕΚΕ μπορεί να προτείνει q = 2 Α. ΑΒΔΕΛΑΣ

18 * = MRFs, CBFs, EBFs, IP (α u /α 1 1,1) * (α u /α 1 1,2) * Όπως στο χάλυβα. Δες Table 6.2 Type 1 Type 2 Type 3 Οι προσεγγιστικές τιμές ισχύουν για κτίρια με κανονική κάτοψη. Για ΜΗ ΚΑΝΟΝΙΚΗ ΚΑΤΟΨΗ η προσεγγιστική τιμή του α u /α 1 που μπορεί να χρησιμοποιηθεί είναι ο μέσος όρος του 1 και των προσεγγιστικών τιμών που δόθηκαν κατά περίπτωση. Α. ΑΒΔΕΛΑΣ

19 Δες τα σχήματα στην επόμενη διαφάνεια Α. ΑΒΔΕΛΑΣ

20

21 ΥΛΙΚΑ

22 ΣΚΥΡΟΔΕΜΑ - ΟΠΛΙΣΜΟΙ Δεν επιτρέπονται κατηγορίες σκυροδέματος χαμηλότερες από C20/25 ούτε υψηλότερες από C40/50. Ράβδοι οπλισμού και συγκολλητά πλέγματα για να θεωρείται ότι συνεισφέρουν στην πλαστική αντοχή των ΖΑΕ, πρέπει να ικανοποιούν τις απαιτήσεις του λόγου f u /f y και της διαθέσιμης επιμήκυνσης που καλύπτονται από τους χάλυβες κατηγορίας Β ή C (EN :2004, Table C.1) για την Κατηγορία DCM και από τους χάλυβες κατηγορίας C για την Κατηγορία DCH. Επιπλέον, στην Κατηγορία DCH, η μέγιστη χαρακτηριστική τιμή της πραγματικής αντοχής σε διαρροή f yk,0,95 δεν πρέπει να υπερβαίνει την ονομαστική τιμή περισσότερο από 25%. Με εξαίρεση τους κλειστούς συνδετήρες, επιτρέπονται μόνο ράβδοι με νευρώσεις ως οπλισμός.

23 Ιδιότητες Οπλισμών

24 Πλαστική αντοχή ΖΑΕ σε σύμμικτες κατασκευές Δύο πλαστικές αντοχές των ΖΑΕ παίρνονται υπόψη στο σχεδιασμό: αυτή που εκφράζει το κάτω φράγμα και αυτή που εκφράζει το άνω φράγμα. Η πλαστική αντοχή κάτω φράγματος (ΠΑΚΦ) των ΖΑΕ, παίρνεται υπόψη στο σχεδιασμό διατομών με στοιχεία απελευθέρωσης ενέργειας, π.χ. M Ed < M pl,rd Η ΠΑΚΦ των ΖΑΕ υπολογίζεται παίρνοντας υπόψη τα από σκυρόδεμα στοιχεία της διατομής καθώς και τα πλάστιμα (μόνο) χαλύβδινα στοιχεία της διατομής Η πλαστική αντοχή άνω φράγματος (ΠΑΑΦ) των ΖΑΕ είναι αυτή που χρησιμοποιείται στον ικανοτικό έλεγχο των στοιχείων που γειτονεύουν με τη ΖΑΕ

25 Οι ροπές σχεδιασμού των ροπών αντοχής των δοκών είναι οι ΠΑΑΦ (οι M U,Rd,b ), αυτές των στύλων είναι οι ΠΑΚΦ, (οι M pl,rd,c ) Η ΠΑΑΦ υπολογίζεται παίρνοντας υπόψη το από σκυρόδεμα τμήμα της διατομής και όλα τα χαλύβδινα στοιχεία που υπάρχουν στη διατομή, συμπεριλαμβανομένων και αυτών που δεν θεωρούνται πλάστιμα (πχ. Συγκολλητά πλέγματα) Οι συνέπειες δράσεων που σχετίζονται άμεσα με την αντοχή των ΖΑΕ, θα προσδιορίζονται με βάση την ΠΑΑΦ των σύμμικτων ζωνών απελευθέρωσης ενέργειας, δηλαδή η τέμνουσα σχεδιασμού στο άκρο μίας σύμμικτης δοκού απελευθέρωσης ενέργειας θα προσδιορίζεται από πλαστική ροπή άνω φράγματος της σύμμικτης διατομής. ΠΑΚΦ= Πλαστική Αντοχή Κάτω Φράγματος ΠΑΑΦ= Πλαστική Αντοχή Κάτω Φράγματος Α. ΑΒΔΕΛΑΣ

26 Πλαστιμότητα σύμμικτων πλακοδοκών Η γενική αντίληψη είναι αντίστοιχη με του οπλισμένου σκυροδέματος: όταν οι παραμορφώσεις στο χάλυβα φτάνουν την παραμόρφωση διαρροής ε y, θα πρέπει οι παραμορφώσεις του σκυροδέματος να είναι < c u2 (οριακή παραμόρφωση θλίψης του σκυροδέματος). Αυτό μπορεί να αντιστοιχηθεί σε μία γεωμετρική συνθήκη για τη θέση του ουδέτερου άξονα: Ο λόγος x/d πρέπει να ικανοποιεί τη σχέση x/d < ε cu2 / (ε cu2 + ε a ) Όπου ε cu2 είναι η οριακή παραμόρφωση του σκυροδέματος σε θλίψη και ε a είναι η συνολική παραμόρφωση του χάλυβα στην Οριακή Κατάσταση Αστοχίας. Δες επόμενο Πίνακα για τιμές του λόγου x/d Α. ΑΒΔΕΛΑΣ

27 Οριακές Τιμές του x/d για Πλαστιμότητα Σύμμικτων Πλακοδοκών Α. ΑΒΔΕΛΑΣ

28 Σχόλιο: η σύμμικτη πλακοδοκός έχει μειωμένη πλαστιμότητα σε σύγκριση με της (ίδιας) απλής χαλύβδινης δοκού Ο ουδέτερος άξονας μετακινείται προς ή τέμνει το πέλμα και ε s, composite > ε s, steel ταχύτερη απομείωση αντοχής λόγω λυγισμού μείωση πλαστιμότητας διατομής. Για να έχουμε πάντα επαρκή πλαστιμότητα, τα όρια του λόγου c/t είναι πιο περιοριστικά για κορμούς μόνο σε θλίψη σε σχέση με κορμούς σε κάμψη (δες κατάταξη κατά ΕΚ3). Α. ΑΒΔΕΛΑΣ

29 Κανόνες Σχεδιασμού για Σύμμικτες Συνδέσεις σε ΖΑΕ Στόχος του σχεδιασμού: ανέπαφο σκυρόδεμα, διαρροή στο χάλυβα Ο σχεδιασμός θα πρέπει να περιορίσει τον εντοπισμό πλαστικών παραμορφώσεων και υψηλών παραμενουσών τάσεων και να εμποδίσει τις κατασκευαστικές ατέλειες Το σκυρόδεμα θα πρέπει να παραμείνει ανέπαφο κατά το σεισμό και η διαρροή να περιορισθεί στις χαλύβδινες διατομές Η διαρροή των ράβδων οπλισμού της πλάκας επιτρέπεται μόνο αν οι δοκοί έχουν σχεδιασθεί σύμφωνα με τα προηγούμενα (όρια λόγου x/d) Για το σχεδιασμό συγκολλήσεων και κοχλιών ισχύουν οι κανόνες του μέρους 6 (Κανόνες για κτίρια από χάλυβα) του EK8 Ο σχεδιασμός των ράβδων οπλισμού της σύνδεσης θα πρέπει να υλοποιείται σύμφωνα με το Παράρτημα C Α. ΑΒΔΕΛΑΣ

30 Σε συνδέσεις πλήρους ή μερικής αντοχής σε ΖΑΕ ή που γειτονεύουν με αυτές, ο έλεγχος επάρκειας σχεδιασμού των μελών και των συνδέσεών τους υπό κυκλική φόρτιση θα πρέπει να υποστηρίζεται από υπάρχοντα πειραματικά αποτελέσματα. Αν δεν υπάρχουν, θα πρέπει να γίνουν πειράματα Σε πλήρως εγκιβωτισμένους κορμούς συνδέσεων δοκούστύλου, η αντοχή του κορμού μπορεί να υπολογιστεί ως το άθροισμα της συμμετοχής του σκυροδέματος και του χάλυβα της ζώνης κορμού εάν πληρούνται όλες οι ακόλουθες συνθήκες:

31 Ο λόγος h b /h c είναι 0,6 < h b /h c < 1,4 και V wp,ed < 0,8 V wp,rd Όπου V wp,ed είναι η διάτμηση σχεδιασμού στη ζώνη κορμού (web panel) λόγω των δράσεων, παίρνοντας υπόψη την πλαστική αντοχή των γειτονικών σύμμικτων ΖΑΕ σε δοκούς ή συνδέσεις και V wp,rd είναι η αντοχή σε διάτμηση της σύμμικτης ζώνης κορμού κατά τον EC4 Για τα h b και h c δες επόμενα σχήματα

32

33 A: χαλύβδινη δοκός B: μετωπικές πλάκες C: στύλος από Ο.Σ. D: σύμμικτος εγκιβωτισμένος στύλος Α. ΑΒΔΕΛΑΣ

34 Σε εν μέρει εγκιβωτισμένα στοιχεία κορμού με διαφράγματα επιτρέπεται μία αντίστοιχη αξιολόγηση, εάν ικανοποιείται μία από τις ακόλουθες συνθήκες: a) Προβλέπονται ευθύγραμμες συνδέσεις σε μέγιστη απόσταση s 1 = c. Οι συνδέσεις αυτές τοποθετούνται κάθετα προς τη μακρύτερη πλευρά του στοιχείου κορμού και δεν απαιτείται άλλος οπλισμός του στοιχείου κορμού ή b) Δεν προβλέπεται οπλισμός εφόσον h b /b b < 1,2 και h c /b c < 1,2 όταν μία χαλύβδινη ή σύμμικτη δοκός με ΖΑΕ, λειτουργεί πλαισιακά με στύλο από Ο.Σ., ο διαμήκης οπλισμός του υποστυλώματος, με αντοχή σχεδιασμού τουλάχιστον ίση με τη διατμητική αντοχή του ζυγώματος, θα πρέπει να τοποθετηθεί κοντά στο στοιχείο ακαμψίας ή στην μετωπική πλάκα που γειτονεύει με τη ΖΑΕ. Α. ΑΒΔΕΛΑΣ

35

36 Απαιτείται η παρουσία μετωπικών πλακών Θα πρέπει να έχουν ένα συνολικό πλάτος όχι λιγότερο από (b b 2 t) και το πάχος τους να είναι όχι λιγότερο από 0,75 t ή 8 mm. Όπου b b και t είναι αντίστοιχα το πλάτος του πέλματος και το πάχος του κορμού. όταν μία χαλύβδινη ή σύμμικτη δοκός με ΖΑΕ, λειτουργεί πλαισιακά με ένα πλήρως εγκιβωτισμένο σύμμικτο υποστύλωμα, η σύνδεση δοκού-στύλου μπορεί να σχεδιασθεί ως σύνδεση δοκού με χαλύβδινο στύλο ή ως σύνδεση δοκού με σύμμικτο στύλο. Στη 2 η περίπτωση, ο κατακόρυφος οπλισμός του στύλου μπορεί να υπολογιστεί όπως στα προηγούμενα ή με κατανομή της διατμητικής αντοχής της δοκού στον στύλο από χάλυβα και στους οπλισμούς. Και στις δύο περιπτώσεις, απαιτούνται μετωπικές πλάκες. Φυσικά πρέπει να μπουν και οι απαραίτητοι συνδετήρες.

37 Ευνοϊκή Επίδραση του Εγκιβωτισμού σε Σκυρόδεμα στην Τοπική Πλατιμότητα Το σκυρόδεμα που εγκιβωτίζει μία χαλύβδινη διατομή ή που τοποθετείται μεταξύ των πελμάτων, εμποδίζει τον τοπικό λυγισμό των κορμών και των πελμάτων μειώνοντας τον κίνδυνο απώλειας αντοχής λόγω λυγισμού. Για το λόγο αυτό κάποια από τα όρια ευκαμψίας στις σύμμικτες διατομές είναι μεγαλύτερα σε σχέση με των απλών χαλύβδινων διατομών. Αυτά τα όρια μπορούν να αυξηθούν έως και 50% εάν εφαρμόζονται τα επόμενα: Συνδετήρες για πλήρως εγκιβωτισμένες διατομές Πρόσθετες ράβδους συγκολλημένες στο εσωτερικό των πελμάτων για εν μέρει εγκιβωτισμένες διατομές

38

39 Όρια ευκαμψίας μελών για διατομές χάλυβα και εγκιβωτισμένες διατομές Η και Ι, για διάφορες παραδοχές σχεδιασμού & συντελεστές συμπεριφοράς q

40 7.3.1 Κύριες Δομικές Κατηγορίες Σύμμικτων Κατασκευών ανάλογα με το βασικό σύστημα παραλαβής σεισμικών δυνάμεων Καμπτικά Πλαίσια (MRFs). Οι δοκοί και οι στύλοι μπορούν να είναι από δομικό χάλυβα ή σύμμικτοι (οι οριζόντιες δυνάμεις παραλαμβάνονται κυρίως από μέλη που συμπεριφέρονται κατά κύριο λόγο καμπτικά)

41 Σύμμικτα Πλαίσια με Δικτυωτούς Συνδέσμους Χωρίς Εκκεντρότητα (CCBFs). Οι δοκοί και οι στύλοι μπορούν να είναι από χάλυβα ή σύμμικτοι. Οι σύνδεσμοι θα είναι από δομικό χάλυβα (οι οριζόντιες δυνάμεις παραλαμβάνονται κυρίως από μέλη που δέχονται αξονικές δυνάμεις) Α. ΑΒΔΕΛΑΣ

42 Σύμμικτα Πλαίσια με Δικτυωτούς Συνδέσμους Με Εκκεντρότητα (CΕBFs). Τα μέλη που δεν είναι δοκοί σύζευξης μπορούν να είναι από δομικό χάλυβα ή σύμμικτοι. Με εξαίρεση την πλάκα, οι δοκοί σύζευξης θα είναι από δομικό χάλυβα. Η απελευθέρωση ενέργειας μόνο με διαρροή από κάμψη ή διάτμηση των δοκών σύζευξης (οι οριζόντιες δυνάμεις παραλαμβάνονται κυρίως από αξονικά φορτιζόμενα μέλη, αλλά η εκκεντρότητα της κατασκευής να είναι τέτοια ώστε η απορρόφηση ενέργειας στις δοκούς σύζευξης να γίνεται με κυκλική κάμψη ή κυκλική διάτμηση). Α. ΑΒΔΕΛΑΣ

43 Κατασκευές μορφής ανεστραμμένου εκκρεμούς Α. ΑΒΔΕΛΑΣ

44 Πέρα από τις κλασσικές κατασκευές με καμπτικά πλαίσια μπορούμε να έχουμε και κατασκευές όπως οι επόμενες Σύμμικτα δομικά συστήματα Ουσιαστικά συμπεριφέρονται ως τοιχεία οπλισμένου σκυροδέματος. Συνήθως ανήκουν σε: Τύπος 1: πλαίσιο από χάλυβα ή σύμμικτο που συνεργάζεται με στοιχεία πλήρωσης από σκυρόδεμα, συνδεδεμένα στη χαλύβδινη κατασκευή (Σχήμα a) Τύπος 2: τοιχείο από ΟΣ με εγκιβωτισμένες χαλύβδινες διατομές οι οποίες συνδέονται με το ΟΣ και λειτουργούν σαν κατακόρυφοι οπλισμοί των άκρων (Σχήμα b)

45 Τύπος 3: δοκοί από χάλυβα ή σύμμικτες χρησιμοποιούνται για να συνδέσουν 2 ή περισσότερα τοιχεία από ΟΣ ή σύμμικτα Α. ΑΒΔΕΛΑΣ

46

47 Ενεργό Πλάτος b eff Διατομή Μ + : Διατομή Μ - : Σύμμικτη διατομή Μόνο χάλυβας (& οι οπλισμοί)

48 * Α. ΑΒΔΕΛΑΣ * Υπολογισμός της ροπής αδράνειας Ι που χρησιμοποιείται στην ελαστική ανάλυση Θετικές Ροπές =αυτές που προκαλούν ΘΛΙΨΗ στο σκυρόδεμα Αρνητικές Ροπές =αυτές που προκαλούν ΕΦΕΛΚΥΣΜΟ στο σκυρόδεμα

49