Έλεγχος υφισταμένων κατασκευών σύμφωνα με τον νέο Κανονισμό Επεμβάσεων (ΚΑΝ.ΕΠΕ.)

Transcript

1 Έλεγχος υφισταμένων κατασκευών σύμφωνα με τον νέο Κανονισμό Επεμβάσεων (ΚΑΝ.ΕΠΕ.) Παπαχρηστίδης Αριστείδης (Π.Μ. ΕΜΠ) Βαδαλούκας Γεώργιος (Π.Μ. ΠΣΠΠ) Μέλη της επιτροπής ελέγχου εφαρμοσιμότητας του ΚΑΝ.ΕΠΕ. 4M VK Προγράμματα Πολιτικού Μηχανικού STRUDL Europe ViP

2 Διερευνητικές Εργασίες Υλικά που αφορούν Σχέση τους με τους υπολογισμούς Μελέτη Αποτίμησης Προκαταρκτικές αναλύσεις Εκλογή μεθόδου ανάλυσης Εκλογή προσομοιώματος Έλεγχοι μελών Μελέτη Ανασχεδιασμού Εκλογή μεθόδου ανάλυσης Ακγύρια Διεπιφάνεια (βλήτρα αναρτήρες) Λογικό διάγραμμα, αποτίμηση σε βήματα Προκαταρκτική ανάλυση Ανάλυση αποτίμησης Ευθύνες Δομή Παρουσίασης

3 Επέμβαση (intervention) : Είναι γενικότερος όρος που αναφέρεται ή υπονοεί οποιαδήποτε από τις παραπάνω έννοιες ή εργασίες. Σεμινάριο ΚΑΝ.ΕΠΕ., Χαλκίδα, Δεκέμβριος 2009 Ορισμοί 2 8 Επισκευή (repair) : Ορίζεται ως η επαναφορά βλαβέντος δομικού στοιχείου ή κτίσματος στην κατάσταση προ της βλάβης. To ίδιο ή ανάλογο αίτιο (π.χ. σεισμός) θα προκαλέσει κατά τεκμήριο την ίδια ή ανάλογη βλάβη. Έτσι σε περίπτωση εκτεταμένων ή σοβαρών βλαβών είναι φρόνιμο η επέμβαση να περιλαμβάνει και ενίσχυση της κατασκευής, ενώ σε περιορισμένες μικρές βλάβες αρκεί συνήθως η επισκευή. Ενίσχυση (strengthening) : Ορίζεται ως το σύνολο των μέτρων αναβάθμισης των μηχανικών χαρακτηριστικών (αντοχή, δυσκαμψία, πλαστιμότητα κλπ.) δομικού στοιχείου ή κτίσματος μέχρις ενός επιθυμητού ή απαιτητού επιπέδου (π.χ. έναντι των σεισμικών δράσεων σχεδιασμού που επιβάλλουν οι ισχύοντες κανονισμοί). Σημειώνεται ότι η ενίσχυση προχωρά πέραν της επισκευής τυχόν βλαβών, είναι όμως δυνατή και η προληπτική ενίσχυση χωρίς την παρουσία βλαβών. Το επίπεδο και τα μέτρα ενίσχυσης προσδιορίζονται από ειδική μελέτη. Ανακατασκευή (reconstruction) : Ορίζεται ως η κατασκευή, στην θέση του παλιού, ενός νέου δομικού στοιχείου ή κτίσματος. Το νέο δομικό στοιχείο ή κτίσμα μπορεί να είναι αντίγραφο ή ανάλογο του υφισταμένου ή ακόμη και τελείως νέο. Η τελική απόφαση βασίζεται σε ιστορικούς, κοινωνικούς, χρηστικούς ή άλλους λόγους. Αναστήλωση (restoration) : Ορίζεται ως η επαναφορά του δομήματος στην αρχική του μορφή. Είναι όρος που χρησιμοποιείται συνήθως για επεμβάσεις σε μνημειακά κτίσματα και έχει ένα χαρακτήρα αυστηρότητας όσον αφορά τον σεβασμό της ιστορικής φυσιογνωμίας του κτίσματος. Επανάχρηση (rehabilitation) : Ορίζεται ως η περιορισμένη συνήθως διαρρύθμιση και μετατροπή ενός κτιρίου ώστε να εξυπηρετήσει νέες σύγχρονες χρήσεις και λειτουργίες. Συνηθέστερα για αρχιτεκτονικού χαρακτήρα παρεμβάσεις. Διατήρηση (preservation) : Ορίζεται ως η διαφύλαξη της υπάρχουσας κατάστασης με μέτρα αποτροπής περαιτέρω φθορών. Συντήρηση (conservation) : Είναι γενικότερος όρος με ευρύτερη χρήση. Υπονοεί συνήθως περιορισμένου ή και πρόσκαιρου, αλλά όχι πρόχειρου χαρακτήρα, μέτρα εν όψει τελικής ή ριζικότερης επέμβασης.

4 Τύποι Επεμβάσεων Οι τύποι ενίσχυσης ανάλογα µε την σοβαρότητα της επεμβάσεως μπορούν να ενταχθούν σε μια από τις επόμενες κατηγορίες: Τύπος Ι : Βελτίωση της πλαστιμότητας και της ικανότητας απορρόφησης ενέργειας με ενίσχυση υφισταμένων στοιχείων ( λεπτοί μανδύες στους στύλους με πυκνούς συνδετήρες, περίσφιγξη κ.λ.π). Τύπος ΙΙ : Αύξηση της αντοχής και της ακαμψίας με ενίσχυση υφισταμένων στοιχείων (αύξηση πάχους τοιχείων). Τύπος ΙΙΙ : Αύξηση της αντοχής, της ακαμψίας και της πλαστιμότητας με ενίσχυση των υφισταμένων στοιχείων (επαύξηση πάχους τοιχείων και μανδύες στα υποστυλώματα). Τύπος ΙV : Αύξηση της αντοχής, ακαμψίας και πλαστιμότητας με την προσθήκη νέων φερόντων στοιχείων (προσθήκη νέων τοιχείων σε συνδυασμό με μανδύες σε υφιστάμενα υποστυλώματα), π.χ. εμφατνούμενα πλαίσια, πρόσθετα τοιχώματα Τύπος V : Ενσωμάτωση στην κατασκευή παθητικών, μηχανικών συστημάτων απορρόφησης ενέργειας.

5 Μελέτη Επεμβάσεων (Τεύχη) ΚΑΝΕΠΕ (Φάση Αποτίμησης) Έκθεση συλλογής Στοιχείων και Πληροφοριών (Διαθέσιμα ή μη στοιχεία μελετών και εφαρμογή τους, Ύπαρξη ή μη οικοδομικής άδειας, Ύπαρξη βλαβών, Προηγούμενες επεμβάσεις) 2. Έκθεση Αποτύπωσης Τεκμηρίωσης 3. Γενικά σχέδια αποτύπωσης του φέροντος οργανισμού και παρουσίασης των βλαβών 4. Έκθεση αποτίμησης Φέρουσας Ικανότητας 5. Έκθεση Λήψης Αποφάσεων Προτάσεις επεμβάσεων 6. Τεύχη υπολογισμών, αναλύσεων και ελέγχων (παραδοχές, φορτία, χαρακτηριστικά υλικών, προσομοιώματα αναλύσεων, περιγραφή λογισμικού που χρησιμοποιήθηκε)

6 Διερευνητικές Εργασίες ΚΑΝΕΠΕ (Φάση αποτίμησης) 10 1 : 2. Έκθεση Αποτύπωσης Τεκμηρίωσης Στην Έκθεση Αποτύπωσης Τεκμηρίωσης πρέπει να αναφέρονται όλες οι ενέργειες και τα παραχθέντα στοιχεία για την αποτύπωση και τεκμηρίωση του φέροντα οργανισμού του δομήματος (Μετρήσεις, Φωτογραφίες, Λήψη δοκιμίων, Εργαστηριακές δοκιμές με τα αποτελέσματά τους κ.λ.π.) 4. Έκθεση αποτίμησης Φέρουσας Ικανότητας Στην Έκθεση αποτίμησης Φέρουσας Ικανότητας πρέπει να γίνεται αναφορά και να συνεκτιμάται η Στάθμη Αξιοπιστίας των δεδομένων (επηρεάζει συντελεστές ασφάλειας!!!) καθώς και το έδαφος θεμελίωσης. Διακρίνονται τέσσερις Στάθμες Αξιοπιστίας Δεδομένων 3 11 : «Υψηλή» «Ικανοποιητική» «Ανεκτή» «Ανεπαρκής» (Μόνο για δευτερεύοντα στοιχεία)

7 ΚΑΝΕΠΕ ( συνέχεια ) : Διερευνητικές Εργασίες Τα κύρια δομικά υλικά στα οποία αναφέρονται είναι το σκυρόδεμα και ο οπλισμός Τα ζητούμενα χαρακτηριστικά είναι η θλιπτική αντοχή και το μέτρο ελαστικότητας για το σκυρόδεμα, το όριο διαρροής, η εφελκυστική αντοχή και η παραμόρφωση θραύσης για τον χάλυβα Έδαφος Εάν διατίθεται εδαφοτεχνική έρευνα και δεν υπάρχουν ενδείξεις αστοχίας θεμελίωσης, δεν απαιτείται περαιτέρω έρευνα. Διαφορετικά 3 9 :

8 Διερευνητικές Εργασίες ΚΑΝΕΠΕ ( συνέχεια ) : Σκυρόδεμα 3 15 Απολύτως ελάχιστο απαιτούμενο πλήθος δοκιμών: Για μικρά (μέχρι διώροφα) κτίρια, το απολύτως ελάχιστο απαιτούμενο πλήθος πυρήνων, είναι n = 3. Για μεγαλύτερα κτίρια, απαιτούνται τουλάχιστον 3 πυρήνες ανά δύο ορόφους, οπωσδήποτε όμως 3 πυρήνες στον «κρίσιμο» όροφο Η Σ.Α.Δ. είναι «υψηλή» όταν 3 16 : Οι θέσεις εφαρμογής των εμμέσων μεθόδων να καλύπτουν σε κάθε όροφο επαρκές ποσοστό για κάθε είδος δομικού στοιχείου και ειδικότερα: Το 45% των κατακορύφων στοιχείων Το 25% των οριζοντίων στοιχείων (δοκοί ή πλάκες) Η Σ.Α.Δ. είναι «ικανοποιητική» όταν: Το 30% των κατακορύφων στοιχείων Το 15% των οριζοντίων στοιχείων (δοκοί ή πλάκες) Αν τα αποτελέσματα των μετρήσεων παρουσιάζουν ικανοποιητική σύγκλιση (τυπική απόκλιση s 0.20), η Σ.Α.Δ. μπορεί να θεωρείται «υψηλή» Η Σ.Α.Δ. είναι «ανεκτή» όταν: Στο μισό των παραπάνω, εκτός αν τα αποτελέσματα των μετρήσεων παρουσιάζουν ικανοποιητική σύγκλιση (τυπική απόκλιση s 0.20),οπότε η Σ.Α.Δ. μπορεί να θεωρείται «ικανοποιητική»

9 ΚΑΝΕΠΕ ( συνέχεια ) : Διερευνητικές Εργασίες Χάλυβας 3 18 Η διερεύνηση για τον προσδιορισμό των «πραγματικών» χαρακτηριστικών του χάλυβα (όριο διαρροής, αντοχή, ολκιμότητα) πρέπει να περιλαμβάνει τη δοκιμή σε τρία (3) τουλάχιστον δείγματα περίπου ίδιας διαμέτρου από δομικά στοιχεία του κρισίμου ορόφου Οι τιμές που θα εφαρμοσθούν στη συνέχεια εξαρτώνται από την Σ.Α.Δ. Τοίχοι Πλήρωσης 3 19 Αν συνεκτιμώνται στην ανάληψη σεισμικών δράσεων: Κατ ελάχιστο αποκαλύψεις της τοιχοποιίας σε δύο θέσεις σε κάθε όροφο, διαστάσεων περίπου 0.7x0.7m (Ζητούμενο: θλιπτική αντοχή λιθοσωμάτων, κονιάματος, γεωμετρία)

10 Διερευνητικές Εργασίες ΚΑΝΕΠΕ ( συνέχεια ) 3 21 :

11 Μελέτη Αποτίμησης (Υπολογισμοί) ΚΑΝΕΠΕ Στόχος αποτίμησης Στόχος αποτίμησης / Στάθμη Επιτελεστικότητας 2 7 Β1: ΕΑΚ Τ(10) = 475 Τ(50) = 72 V(50)=60%V(10) Άμεση χρήση μετά τον σεισμό: Καμιά λειτουργία του κτιρίου δεν διακόπτεται κατά τη διάρκεια και μετά τον σεισμό σχεδιασμού (πολύ αραιές τριχοειδείς ρωγμές καμπτικού χαρακτήρα στον φέροντα οργανισμό) Προστασία ζωής: Επισκευάσιμες βλάβες στον φέροντα οργανισμό του κτιρίου, χωρίς όμως να συμβεί θάνατος ή σοβαρός τραυματισμός ατόμων εξαιτίας των βλαβών αυτών Οιονεί κατάρρευση: Εκτεταμένες σοβαρές (μή επισκευάσιμες κατά πλειονότητα) βλάβες στον φέροντα οργανισμό, ο οποίος όμως έχει ακόμη την ικανότητα να φέρει τα προβλεπόμενα κατακόρυφα φορτία (κατά, και για ένα διάστημα μετά, τον σεισμό), χωρίς πάντως να διαθέτει άλλο ουσιαστικό περιθώριο ασφαλείας έναντι ολικής ή μερικής κατάρρευσης

12 Μελέτη Αποτίμησης (Υπολογισμοί) ΚΑΝΕΠΕ Συντελεστές ασφάλειας Δράσεις Κινητά κατά ΕΑΚ 2000 ΕΚΟΣ 2000 Μόνιμα (Γεωμετρικά χαρακτηριστικά Σ.Α.Δ.) 4 13 Ανεκτή γ g = 1.50 Ικανοποιητική γ g = 1.35 Υψηλή γ g = 1.20 Επιμέρους συντελεστής ασφαλείας δράσεων γ Sd 4 12 Εάν το 75% σεισμικών δράσεων αναλαμβάνονται από νέους φορείς: γ Sd = 1.00 Διαφορετικά:

13 ΚΑΝΕΠΕ Αντοχές 4 11 Μελέτη Αποτίμησης (Υπολογισμοί) Επιτρέπεται η χρήση των μετρούμενων μεγεθών π.χ. Fck=14.3 MPa Έλεγχος ασφάλειας σε όρους εντατικών μεγεθών Τιμή = Μέση Απόκλιση (χαρακτηριστικές). Ικανοποιητική γc=1.5 γs=1.15 Ανεκτή γc=1.65 γs=1.25 Υψηλή γc=1.35 γs=1.05 Έλεγχος ασφάλειας σε όρους παραμορφωσιακών μεγεθών μεγεθών Τιμή = Μέση Ικανοποιητική γm=1.1 Ανεκτή γm=1.2 Υψηλή γm=1.0

14 Διαδικασία Αποτίμησης 2 2 Χωρίς βλάβες Επάρκεια? Συνεκτίμηση βλαβών? (αν είναι περιορισμένες) Ανασχεδιασμός Επάρκεια? Επιτελεστικότητα Ανασχεδιασμού Αποτίμησης? Επέμβαση Επισκευή Τέλος Ερώτημα Ενίσχυσης

15 Λήψη Απόφασης Προσομοιώματος Ο υφιστάμενος ΦΟ συμμετέχει στην ανάληψη σεισμικών δράσεων Συνεκτίμηση τοιχοπληρώσεων? Υποχρεωτικά εάν έχουν δυσμενή επιρροή 2 5 Προσεγγιστική μέθοδος 1.Ανάλυση με Κmin 2.Ανάλυση με Κmax 3.Ανάλυση με Κ=0 (στάθμη επιτελεστικότητας Γ 7 25 ή κατακόρυφα φορτία) Μία Ανάλυση Δυσμενέστερο αποτέλεσμα Οι τοιχοποιίες πλήρωσης, δεν συνεπάγονται δυσμενή αποτελέσματα για τον φέροντα οργανισμό εφόσον δεν επιφέρουν αύξηση της σεισμικής τέμνουσας ενός τουλάχιστον πρωτεύοντος κατακόρυφου στοιχείου ή της σεισμικής μετακίνησης ενός ορόφου σε ποσοστό μεγαλύτερο του 15%, σε οποιαδήποτε στάθμη του κτιρίου.

16 Τύπος Ανάλυσης Ελαστική Ισοδύναμη στατική με καθολικό q Ελαστική Ισοδύναμη στατική m Επιτρέπεται? Ελαστική δυναμική με καθολικό q Ελαστική δυναμική m Ανελαστική στατική Επιτρέπεται? Ανελαστική δυναμική Ανάλυση

17 Προϋποθέσεις Εφαρμογής Ελαστικής Ι.Σ Σε όλα τα στοιχεία, συντελεστής ανεπάρκειας, λ 2.5 ή κτίριο Μορφολογικά Κανονικό Θεμελιώδης ιδιοπερίοδος Τ x Τ 2 Δεν υπάρχουν εσοχές καθ ύψος 50% Το κτίριο δεν παρουσιάζει έντονα ασύμμετρη κατανομή της δυσκαμψίας σε κάτοψη, σε οποιονδήποτε όροφο Το κτίριο σε καθ ύψος τομή δεν παρουσιάζει ασύμμετρη κατανομή της μάζας ή της δυσκαμψίας Το κτίριο διαθέτει σύστημα ανάληψης σεισμικών δράσεων σε δύο περίπου κάθετες μεταξύ τους διευθύνσεις

18 Μορφολογικά Κανονικό Κτίριο 5 19 α. Κανένας επιμέρους φορέας ανάληψης σεισμικών δράσεων δεν διακόπτεται καθύψος ούτε συνεχίζει σε διαφορετικό φάτνωμα β. Κανένας επιμέρους φορέας ανάληψης σεισμικών δράσεων δεν συνεχίζει στον γειτονικό όροφο σε εκτός επιπέδου εσοχή γ. Το κτίριο δεν περιλαμβάνει όροφο του οποίου ο μέσος δείκτης ανεπάρκειας λk υπερβαίνει το 150% του μέσου δείκτη ανεπάρκειας ενός γειτονικού (υποκείμενου ή υπερκείμενου) ορόφου, όπου λκ=σ λi Vsi / Σ Vsi (i=1, n) Στη σχέση αυτή, λi είναι ο δείκτης ανεπάρκειας για το κύριο στοιχείο i του ορόφου, Vsi είναι η αντίστοιχη δρώσα τέμνουσα (από ελαστική ανάλυση για q=1), και n ο αριθμός των κύριων στοιχείων του ορόφου k δ. Το κτίριο δεν περιλαμβάνει όροφο του οποίου, για μια δεδομένη διεύθυνση της σεισμικής δράσης, το πηλίκο του κρίσιμου λόγου λ στοιχείου που βρίσκεται στη μια πλευρά του ορόφου, προς τον αντίστοιχο λόγο στοιχείου που βρίσκεται στην απέναντι πλευρά (του ορόφου) υπερβαίνει το 1.5 (υπέρ υπό διαστασιολόγηση στη μία πλευρά)

19 Προκαταρκτική ανάλυση Πρώτη ανάλυση με: q=1, Κεδ=, Χωρίς τοίχους Επίλυση Για κάθε στοιχείο σε απόλυτο σύστημα συντεταγμένων υπολογίζεται διάγραμμα ροπών καμπυλοτήτων Σε ράβδους που περιγράφηκαν με ελλιπή αγκύρωση μειώνεται αποκόπτεται το διάγραμμα σ ε. Με βάση το διάγραμμα ροπών καμπυλοτήτων γίνεται ο υπολογισμός δυσκαμψιών EIx, EIy. Αυτές οι ροπές αδράνειας δυσκαμψίες θα χρησιμοποιηθούν στη συνέχεια των υπολογισμών. Εναλλακτικά: Πίνακες σε Σχόλιο (4 8, 4 9)

20 Προκαταρκτική ανάλυση Η δυσκαμψία εκτιμάται με βάση τα πραγματικά χαρακτηριστικά του δομικού στοιχείου, με μέσες τιμές ιδιοτήτων των υλικών (χωρίς συντελεστές γm). Για να ληφθεί υπόψη το γεγονός πως, υπό σεισμό, δεν διαρρέουν σχεδόν ταυτοχρόνως όλα τα κύρια μέλη ενός κτιρίου, πρέπει οι τιμές δυσκαμψιών να πολλαπλασιασθούν με συντελεστή (προσομοιώματος) γsd. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί τιμή συντελεστή γsd ίση με 1.25 για στάθμη επιτελεστικότητας Β, ± 0,10 για Α ή Γ, αντιστοίχως. Οι δυσκαμψίες πολλαπλασιάζονται ανάλογα με δηλωθέντα βαθμό βλάβης Επανάληψη υπολογισμών με μειωμένες ροπές αδράνειας Έλεγχοι

21 Προκαταρκτική ανάλυση Παράδειγμα Αποτελέσματα δοκών

22 Προκαταρκτική ανάλυση Παράδειγμα Αποτελέσματα υποστυλωμάτων

23 Προκαταρκτική ανάλυση Παράδειγμα Αποτελέσματα

24 Προϋποθέσεις Εφαρμογής Ελαστικής Δυναμικής (Αρκεί να ισχύει η 1η προϋπόθεση της Ελαστικής Ι.Σ.) 5 24 Σε όλα τα στοιχεία, συντελεστής ανεπάρκειας, λ 2.5 ή κτίριο Μορφολογικά Κανονικό Θεμελιώδης ιδιοπερίοδος Τ x Τ 2 Δεν υπάρχουν εσοχές καθ ύψος 40% Το κτίριο δεν παρουσιάζει έντονα ασύμμετρη κατανομή της δυσκαμψίας σε κάτοψη, σε οποιονδήποτε όροφο Το κτίριο σε καθ ύψος τομή δεν παρουσιάζει ασύμμετρη κατανομή της μάζας ή της δυσκαμψίας Το κτίριο διαθέτει σύστημα ανάληψης σεισμικών δράσεων σε δύο περίπου κάθετες μεταξύ τους διευθύνσεις Σεμινάριο ΚΑΝ.ΕΠΕ., Χαλκίδα, Δεκέμβριος 2009

25 Προϋποθέσεις Εφαρμογής Ελαστικής (Χρήση ελαστικών μεθόδων ανάλυσης) 4 13 Ανάλυσης «Επίσης, κατά το Κεφ. 5, και όσο αφορά την ελαστική ανάλυση, στατική ή δυναμική, επιτρέπεται εφαρμογή της, μόνον για σκοπούς αποτίμησης, ανεξαρτήτως ισχύος των προϋποθέσεων εφαρμογής (βλ β και β), αν οι συντελεστές γ Sd κατά την παρούσα επαυξηθούν κατά 0.15 (δηλ. γ Sd,ελ. = γ Sd ).» Σεμινάριο ΚΑΝ.ΕΠΕ., Χαλκίδα, Δεκέμβριος 2009

26 Υπολογισμός Καθολικού Δείκτη Ανάλογα με τη στάθμη επιτελεστικότητας, λαμβάνονται υπόψη οι διαφοροποιημένες τιμές q* με τιμή αναφοράς q την τιμή που ισχύει για στάθμη επιτελεστικότητας Β (προστασία ζωής) η οποία αντιστοιχεί στις προβλέψεις και διατάξεις του ΕΑΚ 2000/3. Σεμινάριο ΚΑΝ.ΕΠΕ., Χαλκίδα, Δεκέμβριος 2009 Συμπεριφοράς q

27 Υπολογισμός Τέμνουσας Βάσης (m) Τέμνουσα βάσης V = C 1 C m Φ e W 5 22 Φ e : Φασματική επιτάχυνση (Τ 0 φάσμα ΕΑΚ), W : Βάρος ταλαντούμενης μάζας (μόνιμα + 0.3κινητά) C m : ο συντελεστής δρώσας μάζας (για συνεκτίμηση ανώτερων ιδιομορφών), που λαμβάνεται ίσος με 1.0 για μονώροφα και διώροφα κτίρια, 0.9 για πλαίσια με τρεις ή παραπάνω ορόφους, 0.8 για κτίρια με τοιχώματα Ο/Σ με τρεις ή παραπάνω ορόφους, και 1.0 στις λοιπές περιπτώσεις. C 1 : Συντελεστής που συσχετίζει την αναμενόμενη μέγιστη ανελαστική μετακίνηση με τις μετακινήσεις που υπολογίζονται από γραμμική ελαστική ανάλυση C 1 =1.0 C 1 =[1.0+(R 1)T 2 / Τ 0 ]/R για Τ0 Τ2 για Τ0 < Τ2 Τ 2 : η τιμή στην οποία αρχίζει ο φθίνων κλάδος του φάσματος απόκρισης R=V el /V y ο λόγος της ελαστικής απαίτησης προς τη δύναμη διαρροής του φορέα. Εκτιμάται από τη σχέση: Απλοποιητικά, ο λόγος V y /W μπορεί να λαμβάνεται ίσoς με 0.15 για κτίρια με μικτό σύστημα από Ο/Σ, και 0.10 για κτίρια με αμιγώς πλαισιακό σύστημα.

28 Ανελαστική Στατική Ανάλυση Επιτρέπεται όταν η επιρροή των ανώτερων ιδιομορφών δεν είναι σημαντική 5 28 Διαφορετικά συνδυασμός με ελαστική δυναμική (ανεξαρτήτως περιορισμών) Συνιστάται όταν εφαρμόζεται η ανελαστική στατική μέθοδος, να διασφαλίζεται τουλάχιστον «Ικανοποιητική» ΣΑΔ Στοχευόμενη μετακίνηση 5 35 C 0 : Συντελεστής που συσχετίζει τη φασματική μετακίνηση του ισοδύναμου ελαστικού φορέα με δυσκαμψία Κe, με την πραγματική μετακίνηση dt της κορυφής του ελαστοπλαστικά αποκρινόμενου φορέα. Οι τιμές του μπορεί να λαμβάνονται ίσες προς 1.0, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, για αριθμό ορόφων 1, 2, 3, 5, και 10, αντίστοιχα. C 1 : (βλ. προηγούμενη διαφάνεια) C 2 : Συντελεστής που λαμβάνει υπόψη την επιρροή του σχήματος του βρόχου υστέρησης στη μέγιστη μετακίνηση. Οι τιμές του μπορεί να λαμβάνονται από τον Πίνακα Τύπος 1: Φορείς χαμηλής πλαστιμότητας (π.χ. κτίρια πριν το 1985, ή κτίρια που η καμπύλη αντίστασής τους χαρακτηρίζεται από διαθέσιμη πλαστιμότητα μετακινήσεων μικρότερη του 2) Τύπος 2: Κτίρια από το 1985 και έπειτα, ή κτίρια που η καμπύλη αντίστασής τους χαρακτηρίζεται από διαθέσιμη πλαστιμότητα μετακινήσεων μεγαλύτερη του 2)

29 Ανελαστική Στατική Ανάλυση Στοχευόμενη μετακίνηση C 3 : Συντελεστής που λαμβάνει υπόψη την αύξηση των μετακινήσεων λόγω φαινομένων 2ας τάξεως (P Δ). Μπορεί να ληφθεί ίσος προς 1+5(θ 0.1)/Τ, όπου θ ο δείκτης σχετικής μεταθετότητας. Στη συνήθη (γιακτίριααπόο/σ και από τοιχοποιία) περίπτωση που θ<0.1, λαμβάνεται C 3 =1.0 Φ e : ελαστική φασματική ψευδοεπιτάχυνση που αντιστοιχεί στην ισοδύναμη ιδιοπερίοδο της κατασκευής Τ e 5 32

30 Ανελαστική Στατική Ανάλυση Series Series ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0, ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0, Βήματα : Μετακίνηση στόχου Τέμνουσα βάσης κατανομή ( 2 τουλάχιστον ) Series1 + / - 30% στην άλλη διεύθυνση Ανάλυση 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7

31 Σχεδιασμός Έλεγχοι μελών Εντατικά μεγέθη σχεδιασμού Ελαστική με καθολικό q Εντατικά ανάλυσης Ελαστική με m Κάμψη: S d =S E /m S E = ανάλυση x γ sd m=δ d /δ y με δ d = 0,5(δ y +δ u )/γ Rd Διάτμηση: Ικανοτικά (εκτός από Σ.Ε. Α)

32 Σχεδιασμός Υποστυλώματα Υποστυλώματα 9 7 Mi,d = γrd M Rc,i min ( 1, ΣM Rb /ΣM rc ) Μ Rc,i = καμπτική αντίσταση υποστυλώματος στο άκρο i για την υπόψη φορά της σεισμικής δράσης και έντασης (αυτό αφορά καιτηναξονικήδύναμηστουποστύλωμα), υπολογισμένη με τις μέσες τιμές ιδιοτήτων των υλικών. ΣΜ Rc, ΣΜ Rb = (διαφορά με ΕΑΚ) άθροισμα καμπτικών αντοχών των υποστυλωμάτων και των δοκών που συντρέχουν στον κόμβο του άκρου i, για την υπόψη φορά σεισμικής δράσης και έντασης, υπολογισμένες με τις μέσες τιμές ιδιοτήτων των υλικών.

33 Σχεδιασμός Δοκοί Δοκοί 9 8 Mi,d = γrdm Rb,i min(1,σm Rc /ΣM rb ) M Rd, i = καμπτική αντίσταση δοκού στο άκρο i, για την υπόψη φορά της σεισμικής δράσης και έντασης, υπολογισμένη με τις μέσες τιμές ιδιοτήτων των υλικών

34 Σχεδιασμός Έλεγχοι μελών Εντατικά μεγέθη σχεδιασμού Ανελαστική ανάλυση Κάμψη (έλεγχος με παραμορφώσεις) : δ (στροφή) <0.5(δ y +δ u )/γ Rd Διάτμηση : Εντατικά κατά την μετατόπιση στόχου

35 Ανασχεδιασμός Επιλογή μορφής και υλικών ενίσχυσης Επιλογή στάθμης επιτελεστικότητας Επιλογή Ανάλυσης Ανάλυση Έλεγχοι

36 Ανασχεδιασμός Ανάλυση Για ανάλυση με καθολικό q ισχύει q =q (ΕΑΚ) αν 4 20 α) Υπάρχουν τουλάχιστον δύο μη συνεπίπεδα και σταθερά καθ ύψος νέα τοιχώματα προς κάθε κατεύθυνση. β) Ο λόγος V R / V S των νέων στοιχείων> 0.75 σεκάθεόροφοκαιπρος κάθε κατεύθυνση, όπου V R είναι η συνολική ανθιστάμενη τέμνουσα δύναμη των νέων στοιχείων (Σ V Rd3,i ) και V S είναι η δρώσα τέμνουσα δύναμη γ) Ο σχεδιασμός των συνδέσεων και θεμελιώσεων για εντατικά μεγέθη επαυξημένα κατά τον συντελεστή γ Sd = 1.35 ( q*). διαφορετικά 4 21 κατάλληλες συντηρητικές τιμές q για τον ανασχεδιασμό, μεγαλύτερες αυτών που εφαρμόσθηκαν για την αποτίμηση

37 Σχεδιασμός Αγκυρίων A τύπος αστοχίας 6 20: Διαρροή χάλυβα Νmax=As x Fyd Β τύπος αστοχίας 6 21: Απόσχιση ή διάρρηξη σκυροδέματος Ncd = 4.5 π le (fcd D / γc) 1/2 Γ τύπος αστοχίας 6 20: Ολίσθηση αγκυρίου Nu = fbk x π xlbx d0 / γm

38 Ανασχεδιασμός Διεπιφάνεια Κάθε επέμβαση σε υφιστάμενη κατασκευή, με ή χωρίς βλάβες υλοποιείται δε με την προσθήκη νέων υλικών σε υφιστάμενα δομικά στοιχεία Mέσω αυτής της προσθήκης θεωρείται ότι αποκαθίσταται οιονεί μονολιθική συνεργασία παλιών και νέων υλικών Οι απαιτούμενες κάθε φορά συνδέσεις παλαιών/νέων υλικών οφείλουν να ελέγχονται ώστε στη διεπιφάνεια να ισχύει Rjd>Sjd Rjd : αντίσταση της υπόψη σύνδεσης στη σχετική διεπιφάνεια. Sjd : αντίστοιχη δύναμη που δρα στην υπόψη διεπιφάνεια, όπως υπολογίζεται απ τα εντατικά μεγέθη σχεδιασμού τα οποία ενεργούν στη περιοχή Η αστοχία του ενισχυμένου στοιχείου πρέπει να προηγείται της αστοχίας των διεπιφανειών παλαιών προς νέα υλικά. Κατ εξαίρεση η αστοχία της διεπιφάνειας επιτρέπεται να προηγείται κάθε άλλης μορφής αστοχίας του στοιχείου στη περίπτωση που ο σχεδιασμός γίνεται για στάθμη επιτελεστικότητας «Άμεση Χρήση μετά τον σεισμό». Σε αυτήν την περίπτωση ο έλεγχος αντοχής της διεπιφάνειας θα πραγματοποιείται για εντατικά μεγέθη πολλαπλασιασμένα με συντελεστή γ sd = 1.35

39 Ανασχεδιασμός Διεπιφάνεια Δυνάμεις Διεπιφάνειας Ε2 Α Β Ζ2 από βλήτρα συνδετήρες Διεπιφάνειας Α Β από βλήτρα ΣΥΝΟΧΗ 6 2 ΤΡΙΒΗ 6 5 Απαραίτητος ο σχεδιασμός των βλήτρων

40 Σχεδιασμός Βλήτρων A τύπος αστοχίας: Διαρροή χάλυβα από διάτμηση Β τύπος αστοχίας 6 14: Σύνθλιψη περιβάλλοντος σκυροδέματος Γ τύπος αστοχίας 6 15: Απόσχιση πλευρικού κώνου σκυροδέματος Κατά την διεύθυνση φορτίσεως: Ελάχιστη κάτω επικάλυψη = 6db Ελάχιστη άνω επικάλυψη = 5db Κάθετα στην διεύθυνση φορτίσεως: Ελάχιστη πλευρική επικάλυψη=3 db Υποχρεωτικά για σεισμικές δράσεις

41 Σχεδιασμός Αναρτήρων ΚΑΝΕΠΕ : Η θλίβουσα δύναμη F cm του μανδύα μεταφέρεται ασφαλώς ως διατμητική δύναμη στη διεπιφάνεια εντός διαθεσίμου μήκους συναρμογής u ο Asb F cm = 4 uoμ fctd t + 10nb + nd FuD hs όπου : u ο : το αναγκαίο μήκος συναρμογής στο κάθε άκρο του μανδύα μ : συντελεστής τριβής σκυρόδεμα/σκυρόδεμα από χαμηλές ορθές τάσεις, ο οποίος μπορεί να ληφθεί ίσος με την μονάδα f ctd : η εφελκυστική αντοχή σχεδιασμού του σκυροδέματος του μανδύα t : το πάχος του μανδύα n D : ο συνολικός αριθμός των αναρτήρων ( πάπιες ). A sb : εμβαδόν διατομής αναρτήρα h s : απόσταση μεταξύ του αρχικού και του νέου διαμήκους οπλισμού. : η αντίσταση βλήτρου F ud

42 Σχεδιασμός Ανθρακονημάτων Ανθρακονήματα (λογική σχεδιασμού > σκυρόδεμα ανθρακόνημα (αντί οπλισμού) Μετά τη διαρροή του οπλισμού είτε ακολουθεί θραύση του σκυροδέματος (ενώ η παραμόρφωση στα σύνθετα υλικά, εf, παραμένει σε χαμηλά επίπεδα), είτε η εf φθάνει την οριακή τιμή εf,lim =0.006, χωρίς προηγουμένως να έχει αστοχήσει σε θλίψη το σκυρόδεμα. Για την ορθογωνική διατομή η ροπή αντοχής του στοιχείου, ΜRd: MRd = As1 fyd (d kx)+afefef (h kx) +As2 σs2 (kx d2 ) As1 : εμβαδόν της διατομής χάλυβα εφελκυόμενου πέλματος, As2 : εμβαδόν διατομής χάλυβα θλιβόμενου πέλματος, Α : εμβαδόν διατομής εξωτερικού οπλισμού (FRP), fyd : τιμή σχεδιασμού ορίου διαρροής του χάλυβα, Ef : είναι το μέτρο ελαστικότητας των σύνθετων υλικών, σs2 : τάση χάλυβα στο θλιβόμενο πέλμα και x : ύψος θλιβόμενης ζώνης

43 Βήματα για την αποτίμηση κατασκευής Ο έλεγχος γίνεται σε 2 βήματα: Α Βήμα: Εκτέλεση προκαταρκτικών ανάλυσεων. Το βήμα αυτό έχει δύο σκέλη ένα χωρίς μείωση ροπών αδράνειας και ένα με μειωμένες ροπές αδράνειας. Με βάσει την ανάλυση αυτή επιλέγεται η τελική απόφαση για τον τρόπο ανάλυσης αποτίμησης φέρουσας ικανότητας. Β Βήμα: Πραγματοποιείται η ανάλυση και ο έλεγχος μελών πλέον για δύο καταστάσεις λειτουργίας των τοίχων πλήρωσης: Με μικρή δυκαμψία και με μεγάλη δυσκαμψία.

44 Βήμα Α1: Περιγραφή φορέα Εισαγωγή φέροντος οργανισμού. Περιγραφή υπάρχοντος οπλισμού σε υποστυλώματα, δοκούς, πλάκες. Ορισμός βαθμού αγκύρωσης ράβδων. Ορισμός βαθμού βλάβης σε κάθε στοιχείο.

45 Βήμα Α2: Ορισμός σεισμολογικών στοιχείων

46 Βήμα Α3: Ορισμός αντοχών Στις θέσεις fck και fyk θα δοθούν οι χαρακτηριστικές τιμές και οι αποκλίσεις, για κάθε στοιχείο (δοκό υποστύλωμα κ.λ.π.) για κάθε ομάδα τάσεων. Η μέση τιμή θα υπολογισθεί αθροίζοντας την χαρακτηριστική τιμή με την απόκλιση.

47 Βήμα Α4: Ορισμός Σ.Α.Δ.

48 Βήμα Α5: Ορισμός συντελεστών ασφαλείας Συντελεστές ασφάλειας και για τις τρείς ομάδες ανάλογα με ΣΑΔ. Π.χ για ΣΑΔ ψηλή γc=1.35 γs=1.05

49 Βήμα Α6: Ορισμός συνδυασμών φόρτισης Π.χ. Για ΣΑΔ υψηλή και γsd = 1.0: 1.2 ΠΦ ΠΦ8, 1 ΠΦ1+ 1 ΠΦ ΠΦ ΠΦ8

50 Βήμα Α7: Εκτέλεση προκαταρκτικών αναλύσεων Αυτοματοποιημένη διαδικασία κατά την οποία: Αγνοούνται οι μειωτικοί συντελεστές ροπών αδράνειας αρχείου υλικών (αδράνειες σταδίου Ι) Αγνοούνται οι τοιχοπληρώσεις. Αν έχει δοθεί στάθμη θεμελίωσης η ακαμψία εδάφους λαμβάνεται άπειρη. Προσδιορίζονται οι δείκτες ανεπάρκειας Υπολογίζονται τα διαγράμματα ροπών καμπυλοτήτων (γωνίες στροφής στην διαρροή και την αστοχία κλπ) Υπολογίζονται οι τοπικοί δείκτες συμπεριφοράς m Νέα ανάλυση με νέες δυσκαμψίες για δοκούς και υποστυλώματα υπολογισμένες από διαγράμματα ροπών καμπυλοτήτων, πολλαπλασιασμένες με συντελεστή προσομοιώματος (π.χ. 1.25) και συντελεστή για τον βαθμό βλάβης Έλεγχοι κανονικότητας κλπ Αποτελέσματα

51 Βήμα Α8: Εκτυπώσεις Στάθμη 1 Στύλος Μ/Μθρ Vsd/Vrd2 Vsd/Vrd3 λ Vsdπφ2 Vsdπφ3 Κ Κ Κ Κ Max λ στάθμης από στύλους = 2.00 Sum(Vsd2)= Sum(Vsd3)= λκ2= 2.00 λκ3= 2.00 Στάθμη 2 Στύλος Μ/Μθρ Vsd/Vrd2 Vsd/Vrd3 λ Vsdπφ2 Vsdπφ3 Κ Κ Κ Κ Max λ στάθμης από στύλους = 1.33 Sum(Vsd2)= Sum(Vsd3)= λκ2= 1.33 λκ3= 1.33 Είναι όλα τα λ <2.5 Μπορεί να γίνει Ελαστική δυναμική ανάλυση Μπορεί να γίνει Ελαστική ανάλυση με ε) κριτήριο κανονικότητας τα βέλη Μπορεί να γίνει Ελαστική ανάλυση με ε) κριτήριο κανονικότητας K=Q/D Μπορεί να γίνει Ελαστική ανάλυση με ε) κριτήριο κανονικότητας K=EJ/H

52 Βήμα Α9: Εκτυπώσεις Διάγραμμα Μ/Φ Αξονικό φορτίο Αντοχές Ακαμψίες Δείκτης m Συντελεστές ανεπάρκειας Δυσκαμψίες Μετατοπίσεις

53 Βήμα Α9: Εκτυπώσεις Διάγραμμα Μ/Φ Συντελεστές ανεπάρκειας Ροπών Τεμνουσών Τέμνουσα σχεδιασμού ανά κατεύθυνση Δυσκαμψίες Μετατοπίσεις

54 Βήμα Α9: Εκτυπώσεις Διάγραμμα Μ/Φ Συντελεστές ανεπάρκειας Δυσκαμψίες Μετατοπίσεις Με και χωρίς μειωμένες ροπές αδράνειας

55 Βήμα Β1: Εκλογή μεθόδου ανάλυσης

56 Βήμα Β2: Ορισμός Τύπου Μελέτης

57 Βήμα Β3: Στόχος αποτίμησης

58 Βήμα Β4: Απόφαση προσομοιώματος

59 Βήμα Β5: Προσομοίωση τοιχοπληρώσεων

60 Βήμα Β6: Σεισμικά φορτία q

61 Βήμα Β7: Σεισμικά φορτία m

62 Βήμα B8: Ορισμός αντοχών Το πρόγραμμα αυτόματα θα χρησιμοποιήσει: Εάν ο έλεγχος ασφαλείας γίνεται σε όρους εντατικών μεγεθών («δυνάμεων»), οι ιδιότητες των υφιστάμενων υλικών συγκεκριμένου (επιμέρους) δομικού στοιχείου αντιπροσωπεύονται με τις μέσες τιμές τους μειωμένες κατά μία τυπική απόκλιση, οι δε ιδιότητες των προστιθέμενων υλικών αντιπροσωπεύονται με τις χαρακτηριστικές τους τιμές που προβλέπονται από τους οικείους Κανονισμούς. Επιτρέπεται αποτίμηση υφιστάμενων δομικών στοιχείων με βάση αντιπροσωπευτικές τιμές αντοχών (για το σκυρόδεμα και τον χάλυβα των σιδηροπλισμών) που δεν συμπίπτουν με τις κατηγορίες υλικών (κλάσεις αντοχών) των Κανονισμών. Εάν γίνεται ανάλυση σε όρους παραμορφώσεων (τοπικούς δείκτες συμπεριφοράς) οι ιδιότητες των υλικών αντιπροσωπεύονται με τις μέσες τιμές τους.

63 Βήμα B9: Ανάλυση Το πρόγραμμα εκτελεί αυτόματα 3 αναλύσεις: 1. Χωρίς παρουσία τοιχοπληρώσεων για τις μη σεισμικές φορτίσεις (ΠΦ1, ΠΦ4 ΠΦ12). 2. Μία με την μέγιστη δυσκαμψία στις τοιχοπληρώσεις 3. Μία με την ελάχιστη δυσκαμψία τις τοιχοπληρώσεις Επαλληλίζονται οι 1 2 και 1 3 και λαμβάνονται τα δυσμενέστερα αποτελέσματα

64 Βήμα B10: Έλεγχοι φορέα

65 Βήμα B11: Έλεγχοι μελών

66 Βήμα B12: Έλεγχοι τοιχοπληρώσεων Στάθμη 2 Τοίχος 1 N=38.81kN, V=27.44kN L=4.24m, t=0.2m, l=3.0m, h=3.0m, b=0.64m Fws=1.15MPa, Fwv=0.18MPa, σ=0.3mpa, τ=0.03 MPa

67 Βήμα B13: Εκτυπώσεις ανάλυσης

68 Ευθύνες 1 9 Την ευθύνη για την παρακολούθηση και αξιολόγηση των τυχόν απαιτουμένων ερευνητικών εργασιών έχει ο φορέας εκτέλεσης των εργασιών αυτών, ο οποίος πρέπει να διαθέτει τα ανάλογα προσόντα. Ο μελετητής Μηχανικός δεν ευθύνεται για την αξιοπιστία των αποτελεσμάτων ερευνητικών εργασιών, εκτός εάν έχει αναλάβει ο ίδιος την εκτέλεσή τους. Η ευθύνη του μελετητή Μηχανικού στη φάση αποτίμησης / τεκμηρίωσης συνίσταται στην υποβολή των σχετικών τεκμηριωμένων προτάσεων, στον κύριο του έργου, οι οποίες θα πρέπει να είναι σύμφωνες προς τους ισχύοντες Κανονισμούς. τα αποτελέσματα της διερεύνησης δεν τεκμηριώνουν νομικές ευθύνες για τους παράγοντες του υφισταμένου δομήματος Η ευθύνη του κυρίου του έργου συνίσταται στην επιλογή της στάθμης επιτελεστικότητας.

69 Έλεγχος υφισταμένων κατασκευών σύμφωνα με τον νέο Κανονισμό Επεμβάσεων (ΚΑΝ.ΕΠΕ.) Για περισσότερες πληροφορίες: 4m.gr, strad.gr, gtstrudl.eu Παπαχρηστίδης Αριστείδης (Π.Μ. ΕΜΠ) Βαδαλούκας Γεώργιος (Π.Μ. ΠΣΠΠ) Μέλη της επιτροπής ελέγχου εφαρμοσιμότητας του ΚΑΝ.ΕΠΕ. 4M VK Προγράμματα Πολιτικού Μηχανικού STRUDL Europe ViP