Υ Π Ο Μ Ο Ν Α Δ Α «Ε Ν Ι Σ Χ Υ Σ Ε Ι Σ»

Transcript

1 Σ Τ Α Τ Ι Κ Ε Σ Μ Ε Λ Ε Τ Ε Σ Κ Τ Η Ρ Ι Ω Ν Υ Π Ο Μ Ο Ν Α Δ Α «Ε Ν Ι Σ Χ Υ Σ Ε Ι Σ» ΕΝΙΣΧΥΣΕΙΣ ΟΠΛΙΣΜΕΝΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΟΥΣ ΕΚ 8.3 ΚΑΙ ΚΑΝ.ΕΠΕ. Ε Γ Χ Ε Ι Ρ Ι Δ Ι Ο Θ Ε Ω Ρ Η Τ Ι Κ Η Σ Τ Ε Κ Μ Η Ρ Ι Ω Σ Η Σ & Ο Δ Η Γ Ο Σ Χ Ρ Η Σ Η Σ ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΟΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ Μάιος 2014

2

3 ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΟΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ Καρτερού 60, Ηράκλειο - Τηλ.: info@tol.com.gr Copyright Απαγορεύεται οποιαδήποτε μερική ή ολική ανατύπωση, αναδημοσίευση, φωτοτύπηση ή αναπαραγωγή με άλλο τρόπο ολόκληρου του παρόντος ή μέρους του, χωρίς την σύμφωνη γνώμη και την γραπτή άδεια του εκδότη. Το περιεχόμενο του κειμένου, αντιστοιχεί στην τελική έκδοση του προϊόντος λογισμικού που συνοδεύει, όποτε αυτό είναι δυνατό. Το περιεχόμενο του τεύχους αυτού είναι δυνατό να αλλάξει από τον εκδότη χωρίς προειδοποίηση. Ο εκδότης δεν φέρει καμία ευθύνη για την πληρότητα ή και την ορθότητα του κειμένου και δεν φέρει καμία ευθύνη για τυχόν ζημία ή απώλεια οποιουδήποτε είδους που οφείλεται στο περιεχόμενο αυτού του τεύχους.

4

5 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. Έλεγχος Επάρκειας Ενισχύσεων Δομικών Στοιχείων Ο/Σ Γενικά Γραμμικά δομικά στοιχεία: Δοκοί και Υποστυλώματα Ανάλυση της κατασκευής Επάρκεια επεμβάσεων αύξησης της καμπτικής αντοχής Δοκοί Υποστυλώματα Έλεγχος της διεπιφάνειας παλαιού-νέου σκυροδέματος Έλεγχοι διεπιφάνειας Δοκών Παράδειγμα ελέγχου διεπιφάνειας σε μονόπλευρο μανδύα δοκού Έλεγχοι διεπιφάνειας Υποστυλωμάτων Παράδειγμα ελέγχου διεπιφάνειας σε ολόσωμο μανδύα υποστυλώματος Σύνοψη επάρκειας επεμβάσεων αύξησης αντοχής ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΟΔΗΓΟΣ ΧΡΗΣΗΣ Εισαγωγή δεδομένων μανδυών ενίσχυσης Μανδύες Υποστυλωμάτων Τοποθέτηση Βλήτρων Ποιότητες Υλικών Μανδύες Δοκών Ενίσχυση πλακών Ενίσχυση πεδίλων θεμελίωσης Ενίσχυση καμπτικής αντοχής πεδίλου Εμφάτνωση πλαισίων Υπολογισμός των βλήτρων συρραφής εμφατνωμένων τοιχωμάτων Τοιχώματα παράπλευρα τοποθετημένα σε πλαίσια Υπολογισμός των βλήτρων συρραφής παράπλευρων σε πλαίσια τοιχωμάτων. 42 ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 5 Μάιος 2014

6 ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» ΕΓΧΕΙΡΙΔΙΟ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΤΕΚΜΗΡΙΩΣΗΣ ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΟΥΣ EN & ΚΑΝ.ΕΠΕ. ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 6 Μάιος 2014

7 1. Έλεγχος Επάρκειας Ενισχύσεων Δομικών Στοιχείων Ο/Σ 1.1 Γενικά Στις παραγράφους που ακολουθούν θα γίνει μία καταγραφή των ελέγχων που επιβάλλουν οι ΕΚ8-μέρος 3 και ΚΑΝ.ΕΠΕ για τις ενισχύσεις των δομικών στοιχείων με μανδύες Ο/Σ και θα παρουσιαστούν κάποιες λεπτομέρειες για τις παραδοχές και γενικότερα για τον τρόπο με τον οποίο τους εκτελεί το ΡΑΦ. 1.2 Γραμμικά δομικά στοιχεία: Δοκοί και Υποστυλώματα Σύμφωνα με το εδάφιο 8.1.1β, μέσω της προσθήκης νέων υλικών σε υφιστάμενα δομικά στοιχεία θεωρείται ότι αποκαθίσταται οιονεί μονολιθική συνεργασία παλιών και νέων υλικών. Παρ όλα αυτά, λόγω των μικρών αλλά υπαρκτών σχετικών μετακινήσεων στις διεπιφάνειες παλιών/νέων υλικών, η μονολιθικότητα ως προς την αντίσταση κρισίμων περιοχών ή την παραμόρφωση δομικών στοιχείων, ενδέχεται να μην είναι πλήρης. Εξαιτίας π.χ. της σχετικής ολίσθησης στην διεπιφάνεια της σύνθετης καμπτόμενης διατομής, η πραγματική κατανομή των παραμορφώσεων (Σχ. 2.1) οδηγεί σε μικρότερη ενεργοποίηση εσωτερικών δυνάμεων στο προστιθέμενο στοιχείο και, επομένως, σε μικρότερη αντίσταση του σύνθετου μέλους. Σχήμα 2.1: Κατανομή παραμορφώσεων σε καμπτόμενη σύνθετη διατομή: (α) με μονολιθική συμπεριφορά, (β) με ολίσθηση στη διεπιφάνεια. 1.3 Ανάλυση της κατασκευής Ελαστικές μέθοδοι: Τα ενισχυόμενα στοιχεία με μανδύα θεωρούνται ότι συμπεριφέρονται μονολιθικά με πλήρη σύμμεικτη δράση μεταξύ νέου και παλαιού σκυροδέματος. Ειδικά για τα υποστυλώματα, το γεγονός ότι η αξονική δύναμη εφαρμόζεται αρχικά μόνο στο παλαιό υποστύλωμα, δεν λαμβάνεται υπόψη, και η συνολική αξονική φόρτιση θεωρείται ότι δρα στο όλο ενισχυόμενο στοιχείο. ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 7 Μάιος 2014

8 Οι ιδιότητες υλικού του σκυροδέματος του μανδύα θεωρούνται ότι ισχύουν για το σύνολο της διατομής του ενισχυόμενου στοιχείου. (ΕΚ. 8.3 Α (1)) Ανελαστικές μέθοδοι: Τα ανελαστικά χαρακτηριστικά των ενισχυόμενων διατομών (διαγράμματα ροπών - στροφών) υπολογίζονται θεωρώντας τις μονολιθικές. Οι τελικές τιμές των στροφών πολλαπλασιάζονται με τους εξής συντελεστές: kθy=1.05 εάν τα μέτρα για την σύνδεση παλαιού και νέου σκυροδέματος περιλαμβάνουν την εκτράχυνση της διεπιφάνειας τους, ενώ kθy=1.25 εάν δεν λαμβάνονται ειδικά μέτρα. Η στροφή αστοχίας της δοκού kθu=1.00 παραμένει αμετάβλητη. Αμετάβλητες παραμένουν επίσης οι ροπές διαρροής (αντοχής) My, ενώ για την τέμνουσα αντοχής VR* του ενισχυόμενου στοιχείου ισχύει VR*= 0.90 * VR, όπου VR η αρχική τιμή της τέμνουσας αντοχής. (ΕΚ. 8.3 Α (2)) 1.4 Επάρκεια επεμβάσεων αύξησης της καμπτικής αντοχής Δοκοί Η αύξηση της καμπτικής αντίστασης δοκού Ο/Σ μπορεί να επιτευχθεί με τοποθέτηση νέου οπλισμού που προστίθεται στο εφελκυόμενο ή στο θλιβόμενο πέλμα και ενσωματώνεται πλήρως σε νέα στρώση σκυροδέματος (μονόπλευρος μανδύας Ο/Σ). Όλοι οι έλεγχοι (αντοχή σε κάμψη, σε διάτμηση κ.τ.λ.) πραγματοποιούνται κατά τα γνωστά θεωρώντας την ενισχυμένη σύνθετη διατομή μονολιθική, με τη μόνη διαφορά ότι όλα τα εντασιακά μεγέθη διαιρούνται με τον συντελεστή kr=0.85. Εναλλακτικά, είναι δυνατόν να πολλαπλασιάζονται οι τιμές των αντοχών με τον παραπάνω συντελεστή (ΚΑΝ.ΕΠΕ β(ii) και Σ8.1.1.δ). Επίσης, θα πρέπει να γίνεται σε κάθε περίπτωση έλεγχος της ικανότητας της διεπιφάνειας για μεταβίβαση των φορτίων από τον αρχικό φορέα στο στοιχείο ενίσχυσης (ΚΑΝ.ΕΠΕ του παρόντος εγχειριδίου) Υποστυλώματα Η σύγχρονη ανεπάρκεια στο εφελκυόμενο και θλιβόμενο πέλμα σε υποστύλωμα αντιμετωπίζεται με προσθήκη κλειστού μανδύα Ο/Σ, ο οποίος περιβάλλει μέρος ή ολόκληρη την περίμετρο του εν λόγω στοιχείου. Όταν η ενίσχυση αφορά στις κρίσιμες περιοχές υποστυλωμάτων, ο μανδύας πρέπει να επεκτείνεται και να περιβάλλει την περιοχή των κόμβων και την μετά από αυτούς κρίσιμη περιοχή του συνεχόμενου στοιχείου. Αν η ενίσχυση επεκτείνεται και στις ακραίες κρίσιμες περιοχές των δοκών, πρέπει να γίνεται νέος έλεγχος ικανοτικού σχεδιασμού, εφ' όσον απαιτείται. ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 8 Μάιος 2014

9 Η αρχική διατομή μαζί με την διατομή του μανδύα θεωρούνται ότι συνιστούν ενιαία μονολιθική διατομή. Η διατομή του μανδύα ελέγχεται για την ανάληψη των ορθών και τεμνουσών δυνάμεων που της αναλογούν λαμβάνοντας υπόψη: τις πιθανές βλάβες του αρχικού στοιχείου και τον βαθμό αποκατάστασής τους, τις συνθήκες υποστύλωσης και σφήνωσης για την ανάληψη φορτίων κατά την επέμβαση, την πιθανή ανακατανομή της έντασης μετά την επέμβαση. Όλοι οι έλεγχοι (αντοχή σε κάμψη, σε διάτμηση κ.τ.λ.) πραγματοποιούνται κατά τα γνωστά θεωρώντας την ενισχυμένη σύνθετη διατομή μονολιθική, με τη μόνη διαφορά ότι όλα τα εντασιακά μεγέθη διαιρούνται με τον συντελεστή kr=0.90. Εναλλακτικά, είναι δυνατόν να πολλαπλασιάζονται οι τιμές των αντοχών με τον παραπάνω συντελεστή (ΚΑΝ.ΕΠΕ. Σ8.1.1δ και η). Επίσης, θα πρέπει να γίνεται σε κάθε περίπτωση έλεγχος της ικανότητας της διεπιφάνειας για μεταβίβαση των φορτίων από τον αρχικό φορέα στο στοιχείο. Σύμφωνα με το εδάφιο θ, η περίπτωση κατά την οποία ένα υφιστάμενο υποστύλωμα έχει μεγάλες βλάβες και έχει αποφασιστεί να μη ληφθεί υπόψη η φέρουσα ικανότητά του, η κατασκευή μανδύα θεωρείται ισοδύναμη με την προσθήκη νέου «κοίλου» υποστυλώματος. Σε αυτή την περίπτωση, πρέπει να ληφθεί ειδική μέριμνα για την πλήρη μεταβίβαση των εσωτερικών δυνάμεών του παλιού υποστυλώματος στα υφιστάμενα δομικά στοιχεία γύρω από τα άκρα του «νέου» υποστυλώματος (συντρέχοντα άκρα όλων των δοκών του ορόφου). 1.5 Έλεγχος της διεπιφάνειας παλαιού-νέου σκυροδέματος Έλεγχοι διεπιφάνειας Δοκών Ο έλεγχος της διεπιφάνειας πραγματοποιείται με βάση την παρακάτω σχέση (ΚΑΝ.ΕΠΕ ): V Rd,int 1.35V sd 2.7 όπου: VRd,int είναι η διατμητική αντίσταση της διεπιφάνειας και V sd είναι η αντίστοιχη δύναμη που δρα στην υπόψη διεπιφάνεια, όπως υπολογίζεται από τα εντασιακά μεγέθη σχεδιασμού που ενεργούν στην περιοχή. 1) Υπολογισμός αντίστασης VRd,int H συνολική αντίσταση της διεπιφάνειας υπολογίζεται ως εξής (ΚΑΝ.ΕΠΕ και εδάφιο ε) ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 9 Μάιος 2014

10 V bl 0.3f bl Rd,int D D F fd cd όπου: τd = nfd / (b l) είναι η διατμητική αντίσταση που οφείλεται στο μηχανισμό βλήτρου (όπου n είναι ο αριθμός των βλήτρων), τfd είναι η διατμητική αντίσταση που οφείλεται στο μηχανισμό τριβής, b και l είναι το πλάτος και το μήκος της οπλισμένης διεπιφάνειας αντιστοίχως, βd και βf είναι συντελεστές συμμετοχής του μηχανισμού βλήτρου και του μηχανισμού τριβής αντιστοίχως. Η εξωτερική θλιπτική δύναμη στη διεπιφάνεια θεωρείται μηδενική, επομένως για τους εν λόγω συντελεστές λαμβάνονται οι τιμές: βd = βf = 0.5, fcd είναι η τιμή σχεδιασμού της θλιπτικής αντοχής του ασθενέστερου από τα δύο σκυροδέματα της διεπιφάνειας. Επισημαίνεται ότι δε λαμβάνεται υπόψη η μείωση της αντοχής των βλήτρων λόγω δυνάμεων εξόλκευσης, καθώς στις συνήθεις περιπτώσεις φορτίσεων οι δυνάμεις αυτές είναι αμελητέες. Υπολογισμός διατμητικής αντίστασης λόγω μηχανισμού τριβής τfd Τα βήματα που ακολουθούνται για τον υπολογισμό της διατμητικής αντίστασης λόγω μηχανισμού τριβής είναι τα εξής (ΚΑΝ.ΕΠΕ ): Επιλέγεται η στάθμη επιτελεστικότητας και στη συνέχεια καθορίζεται η μέγιστη ανεκτή σχετική ολίσθηση στη διεπιφάνεια sf. Πιο συγκεκριμένα, θεωρείται ίση με 0.2mm, 0.8mm ή 1.5mm, για τις στάθμες Α, Β και Γ αντιστοίχως (ΚΑΝ.ΕΠΕ ): Για την παραπάνω ανεκτή τιμή σχετικής ολίσθησης, υπολογίζεται η αντίσταση της διεπιφάνειας λόγω τριβής. Πιο συγκεκριμένα, η τριβή υφιστάμενου - νέου σκυροδέματος, στην περίπτωση τραχειών επιφανειών (διεπιφάνειες οι οποίες έχουν υποστεί τεχνητή τράχυνση), υπολογίζεται ως εξής (ΚΑΝ.ΕΠΕ και εδάφιο γ): 2.8 s 1/3 f fcd cd fyd 0.3f cd (mm, MPa) αν sf 0.5sfu sfu s fd 1/3 f fcd cd fyd 0.3f cd (mm, MPa) αν sfu s f >0.5sfu sfu 1/3 2 cd cd yd cd f f 0.3f (mm, MPa) αν sf sfu όπου τfd (τ1) είναι η διατμητική αντίσταση κατά τον πρώτο κύκλο φόρτισης, 2.9 ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 10 Μάιος 2014

11 μ είναι ο συντελεστής τριβής, οποίος λαμβάνεται ίσος με 0.4 και 0.6 για ευμενή και δυσμενή επίδραση της τριβής αντιστοίχως, fcd είναι η τιμή σχεδιασμού της θλιπτικής αντοχής του ασθενέστερου από τα δύο σκυροδέματα της διεπιφάνειας, σcd είναι η εξωτερική θλιπτική τάση στη διεπιφάνεια, η οποία θεωρείται αμελητέα στις συνήθεις περιπτώσεις φόρτισης, fyd είναι η τιμή σχεδιασμού του ορίου διαρροής του χάλυβα, ρ είναι το ποσοστό του κάθετου στη διεπιφάνεια οπλισμού, sfu=1mm είναι η σχετική ολίσθηση στη διεπιφάνεια, για την οποία επιστρατεύεται η μέγιστη διατμητική αντίσταση, sf είναι η σχετική ολίσθηση στη διεπιφάνεια, η οποία εξαρτάται από τη στάθμη επιτελεστικότητας, όπως προαναφέρθηκε. Στη συνέχεια, η παραπάνω τιμή της διατμητικής αντοχής μειώνεται (λόγω ανακυκλιζόμενων μετακινήσεων) σύμφωνα με την παρακάτω σχέση: 1/2 1/3 n f c 1/2 s f 0.05 n 1 fd s cd f yd fu 2.10 όπου: n είναι ο αριθμός των κύκλων φόρτισης. Λαμβάνεται n=3 (εδάφιο β). Παρατήρηση: Επισημαίνεται ότι για να είναι σε θέση οι ράβδοι να αναπτύξουν το όριο διαρροής τους πρέπει να είναι επαρκώς αγκυρωμένοι εκατέρωθεν της διεπιφάνειας (μήκος ράβδων εκατέρωθεν της διεπιφάνειας, μεγαλύτερο του lb). Υπολογισμός αντίστασης βλήτρου Fd Τα βήματα που ακολουθούνται για τον έλεγχο της διεπιφάνειας υφιστάμενου - νέου σκυροδέματος είναι τα εξής (ΚΑΝ.ΕΠΕ ): Επιλέγεται η στάθμη επιτελεστικότητας και στη συνέχεια καθορίζεται η μέγιστη ανεκτή σχετική ολίσθηση στη διεπιφάνεια sf. Πιο συγκεκριμένα, θεωρείται ίση με 0.2mm, 0.8mm ή 1.5mm, για τις στάθμες Α, Β και Γ αντιστοίχως. Για την παραπάνω ανεκτή τιμή σχετικής ολίσθησης, υπολογίζεται η αντίσταση μεμονωμένου βλήτρου ως εξής (ΚΑΝ.ΕΠΕ ): F 0.65d f f 2 ud b cd yd όπου: f s yd ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 11 Μάιος 2014

12 db είναι η διάμετρος του βλήτρου Αs είναι η διατομή του βλήτρου fcd είναι η τιμή σχεδιασμού της θλιπτικής αντοχής του σκυροδέματος, η οποία προκύπτει από το κεφάλαιο 4 λαμβάνοντας υπόψη αν το βλήτρο είναι εγκατεστημένο στο υφιστάμενο ή στο νέο σκυρόδεμα, καθώς και τη στάθμη αξιοπιστίας δεδομένων fyd είναι η τιμή σχεδιασμού του ορίου διαρροής του χάλυβα, η οποία προκύπτει από το κεφάλαιο 4 λαμβάνοντας υπόψη αν το βλήτρο είναι εγκατεστημένο στο υφιστάμενο ή στο νέο σκυρόδεμα, καθώς και τη στάθμη αξιοπιστίας δεδομένων. Σταθμη Επιτελεστικότητας Α : Περιορισμός βλαβών Β : Σημαντικές βλάβες Γ : Οιωνοί κατάρρευση Μέγιστη σχετική ολίσθηση sf 0.20 mm 0.80 mm 1.20 mm Πίνακας ορίων μέγιστης σχετικής ολίσθησης βλήτρων Όταν η σχετική ολίσθηση sf που επιτρέπεται να συμβεί κατά μήκος της διεπιφάνειας είναι μικρότερη από αυτή που αντιστοιχεί στην αντοχή βλήτρου, η οποία είναι 0.05db, τότε η αντίσταση βλήτρου πρέπει να λαμβάνεται μειωμένη καταλλήλως. Πιο συγκεκριμένα, μπορεί να χρησιμοποιείται το διάγραμμα του Σχήματος, δηλαδή: (α) Για τιμές της σχετικής ολίσθησης sf 0.005db, η σχέση μεταξύ ολίσθησης και αντίστασης είναι γραμμική. (β) Για τιμές της σχετικής ολίσθησης 0.05db sf > 0.005db, η σχέση μεταξύ της ολίσθησης και της αντίστασης του μηχανισμού βλήτρου υπολογίζεται από την ακόλουθη σχέση: 4 3 F F d d d=0.1d u+1.8d u 0.5 Fud Fud όπου : d = όριο σχετικής ολίσθησης βλήτρου sf, dd = διάμετρος βλήτρου, Fud = αρχική τιμή της αντίστασης βλήτρου σύμφωνα με 2.11, Fd = τελική τιμή αντοχής μεμονωμένου βλήτρου ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 12 Μάιος 2014

13 Παρατήρηση 1: Επισημαίνεται ότι για να είναι σε θέση οι ράβδοι να μεταφέρουν την τέμνουσα δύναμη που υπολογίζεται με τη βοήθεια των παραπάνω σχέσεων, πρέπει να πληρούν κάποιες ελάχιστες τιμές του μήκους έμπηξής τους lεμπ εντός του σκυροδέματος. πιο συγκεκριμένα, σύμφωνα με τον ΚΑΝ.ΕΠΕ δ ισχύουν τα ακόλουθα: Για lεμπ > 8db η διατμητική αντοχή του βλήτρου λαμβάνεται από τις παραπάνω σχέσεις, Για lεμπ 6db η διατμητική αντοχή του βλήτρου πολ/ται με 0.75, Για 8db lεμπ > 6db γίνεται γραμμική παρεμβολή. Παρατήρηση 2: Για να εξασφαλίζεται ότι ο μηχανισμός βλήτρου αστοχεί με διαρροή του βλήτρου και ταυτόχρονη τοπική αστοχία λόγω συνθλίψεως του σκυροδέματος κάτω απ την ράβδο και όχι με απόσχιση του σκυροδέματος πρέπει να τηρούνται οι εξής τιμές της επικάλυψης των ράβδων διαμέτρου db που χρησιμοποιούνται ως βλήτρα (Σχήμα 6.2): Κατά τη διεύθυνση φόρτισης: Ελάχιστη εμπρός επικάλυψη: 6db Ελάχιστη πίσω επικάλυψη: 5db Κάθετα προς τη διεύθυνση φόρτισης: Ελάχιστη πλευρική επικάλυψη: 3db ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 13 Μάιος 2014

14 Στην περίπτωση βλήτρων διατεταγμένων σε σειρά, η καθαρή απόσταση μεταξύ διαδοχικών βλήτρων πρέπει να είναι κατ' ελάχιστο ίση με 3db. Παρατήρηση 3 (ΚΑΝ.ΕΠΕ β(v) και δ): Για την εξασφάλιση αξιόπιστης διατμητικής αντοχής της διεπιφάνειας παλιού και νέου σκυροδέματος απαιτείται η τοποθέτηση ενός ελάχιστου ποσοστού εγκάρσιου οπλισμού διεπιφάνειας ρδ: A 0.20f sd ctm,min Ac fyk όπου 1.2 ΑSδ είναι το εμβαδόν του εγκάρσιου οπλισμού, Αcδ είναι το εμβαδόν της διεπιφάνειας παλιού και νέου σκυροδέματος, fctm είναι η μέση εφελκυστική αντοχή του ισχυρότερου σκυροδέματος και fyk είναι η χαρακτηριστική τιμή του ορίου διαρροής του χάλυβα. 2) Υπολογισμός δράσης στη διεπιφάνεια V sd Η τιμή της διατμητικής δύναμης που δρα στη διεπιφάνεια Υπολογίζεται ως εξής (εδάφιο β(iii)). V F F sd(ij) 2.13 Οι τιμές των δυνάμεων FΑΒ και FΓΔ είναι οι εφελκυστικές δυνάμεις που δρουν σε ύψος ΑΒ και ΓΔ αντιστοίχως. Προσδιορίζονται από τις αντίστοιχες ροπές κάμψης στις διατομές i και j. Πιο συγκεκριμένα, χρησιμοποιείται η παρακάτω σχέση: V sd(ij) όπου: ' z 2.14 ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 14 Μάιος 2014

15 z = 0.9d είναι ο μοχλοβραχίονας των εσωτερικών δυνάμεων Οι διατομές στις οποίες υπολογίζεται η τέμνουσα που δρα στη διεπιφάνεια λαμβάνονται: (α) στις θέσεις μέγιστης (θετικής ή αρνητικής) ροπής κάμψης, (β) στις παρειές στηρίξεων, (γ) στις θέσεις επιβολής συγκεντρωμένων φορτίων (δ) στις θέσεις απότομης αλλαγής διατομής και (ε) στα ελεύθερα άκρα των προβόλων Παράδειγμα ελέγχου διεπιφάνειας σε μονόπλευρο μανδύα δοκού Ως παράδειγμα υπολογισμού των απαιτούμενων βλήτρων σε δοκό με μονόπλευρο μανδύα, ελέγχεται η δοκός του παρακάτω σχήματος: Δεδομένα: Διαστάσεις δοκού (ύψος h x πλάτος bw): 45x25cm Πάχος μονόπλευρου μανδύα: 15cm Στατικό ύψος ενισχυμένης με μανδύα δοκού: 55cm ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 15 Μάιος 2014

16 Χαρακτηριστική αντοχή υφιστάμενου σκυροδέματος fck=16mpa Χαρακτηριστική αντοχή νέου σκυροδέματος fck=20mpa Μέση εφελκυστική αντοχή νέου σκυροδέματος fctm=2.2mpa Χαρακτηριστική αντοχή υφιστάμενου χάλυβα fyk=400mpa Χαρακτηριστική αντοχή νέου χάλυβα fyk=500mpa Βλήτρα: Φ20/25 Στάθμη επιτελεστικότητας: Β Mεταβολή της ροπής μεταξύ των διατομών της δοκού με τη μέγιστη και ελάχιστη ροπή, οι οποίες στη συγκεκριμένη περίπτωση απέχουν απόσταση 1.8m: = 47.92KNm Υπολογισμός διατμητικής αντίστασης λόγω μηχανισμού τριβής τfd Ο έλεγχος ξεκινά με τον υπολογισμό της διατμητικής αντίστασης λόγω μηχανισμού τριβής τfd. Σύμφωνα με την παράγραφο του ΚΑΝ.ΕΠΕ για στάθμη επιτελεστικότητας Β η μέγιστη ανεκτή σχετική ολίσθηση στη διεπιφάνεια sf είναι ίση με 0.8mm, για την οποία ισχύει s fu 1mm s f =0.8mm>0.5s fu 0.5mm. Το ποσοστό του κάθετου στη διεπιφάνεια οπλισμού (βλήτρα) υπολογίζεται ως ο λόγος της επιφάνειας ενός βλήτρου προς το εμβαδό της διεπιφάνειας της αρχικής διατομής που αντιστοιχεί σε ένα βλήτρο (πλάτος δοκού x απόσταση βλήτρων) Συνεπώς, η διατμητική αντίσταση λόγω μηχανισμού τριβής υπολογίζεται ως εξής (ΚΑΝ.ΕΠΕ και εδάφιο γ): 2 1/3 s f fd fcd cd fyd sfu MPa Ισχύει: 16 fd 2.42MPa MPa fd 2.42MPa 1.5 Στη συνέχεια, υπολογίζεται η μειωμένη διατμητική αντοχή λόγω τριβής: 1/2 1/3 n f cd 1/2 s f 0.05 n 1 fd s cd f yd fu 1/2 16 1/3 n 1.5 1/ n 0.35MPa /3 ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 16 Μάιος 2014

17 Συνεπώς, η τελική τιμή της διατμητικής αντίστασης λόγω τριβής είναι: fd MPa Παρατήρηση: Επισημαίνεται ότι για στο εν λόγω παράδειγμα χρησιμοποιήθηκαν ως αντοχές των υλικών (σκυρόδεμα και χάλυβας) οι χαρακτηριστικές τους τιμές. Επιπλέον, οι συντελεστές των αντοχών γm θεωρήθηκαν ίσοι με 1.5 και 1.15 για το σκυρόδεμα και τον χάλυβα αντιστοίχως.. Υπολογισμός αντίστασης βλήτρου Fd Η διατμητική αντίσταση ενός βλήτρου υπολογίζεται ως εξής (ΚΑΝ.ΕΠΕ ): Fud 0.65d b fcdfyd Ισχύει f s yd 17.71KN b f b KN 0.05d 1mm s =0.8mm>0.005d 0.1mm, συνεπώς η αντίσταση του βλήτρου υπολογίζεται με δοκιμές και προκύπτει ίση με Fd=16.85KN. Η παραπάνω τιμή ικανοποιεί τη σχέση Σ6.9 του ΚΑΝ.ΕΠΕ: 4 3 F F d d s f=0.005d d dd 0.5 Fud Fud = Παρατήρηση 1: Επισημαίνεται ότι για να είναι σε θέση οι ράβδοι να μεταφέρουν την τέμνουσα δύναμη που υπολογίζεται με τη βοήθεια των παραπάνω σχέσεων, πρέπει να πληρούν κάποιες ελάχιστες τιμές του μήκους έμπηξής τους lεμπ εντός του σκυροδέματος. πιο συγκεκριμένα, σύμφωνα με το εδάφιο δ για να μπορεί να λαμβάνεται η διατμητική αντοχή βλήτρου από τις παραπάνω σχέσεις πρέπει να ισχύει: lεμπ > 8db = 8 20=160mm. Παρατήρηση 2: Για να εξασφαλίζεται ότι ο μηχανισμός βλήτρου αστοχεί με διαρροή του βλήτρου και ταυτόχρονη τοπική αστοχία λόγω συνθλίψεως του σκυροδέματος κάτω απ την ράβδο και όχι με απόσχιση του σκυροδέματος πρέπει να τηρούνται οι εξής τιμές της επικάλυψης των ράβδων διαμέτρου db που χρησιμοποιούνται ως βλήτρα (Σχήμα 6.2): Κατά τη διεύθυνση φόρτισης: Ελάχιστη εμπρός επικάλυψη: 6db = 6 20=120mm Ελάχιστη πίσω επικάλυψη: 5db = 5 20=100mm ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 17 Μάιος 2014

18 Κάθετα προς τη διεύθυνση φόρτισης: Ελάχιστη πλευρική επικάλυψη: 3db = 3 20=60mm Παρατήρηση 3 (ΚΑΝ.ΕΠΕ β(v) και δ): Για την εξασφάλιση αξιόπιστης διατμητικής αντοχής της διεπιφάνειας παλιού και νέου σκυροδέματος απαιτείται η τοποθέτηση ενός ελάχιστου ποσοστού εγκάρσιου οπλισμού διεπιφάνειας ρδ: 0.20f ctm,min,min fyk To ποσοστό εγκάρσιου οπλισμού που έχουμε τοποθετήσει είναι: A 3.14 sd Ac Υπολογισμός διατμητικής δύναμης που δρα στη διεπιφάνεια Η τιμή της διατμητικής δύναμης που δρα στη διεπιφάνεια υπολογίζεται ως εξής (εδάφιο β(iii)). ' V 96.81KN sd(ij) 0.9d όπου ΔΜ πιθανά ταυτόχρονα είναι η μεταβολή της ροπής μεταξύ των διατομών της δοκού με τη μέγιστη και ελάχιστη ροπή, οι οποίες στη συγκεκριμένη περίπτωση απέχουν απόσταση 1.8m. Υπολογισμός συνολικής αντίστασης της διεπιφάνειας H συνολική αντίσταση της διεπιφάνειας υπολογίζεται ως εξής (ΚΑΝ.ΕΠΕ και εδάφιο ε) ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 18 Μάιος 2014

19 VRd,int DD Ffd bl KN Ισχύει: VRd,int KN 0.3f cd bl KN 1.5 Τελικός έλεγχος Ισχύει: V KN V 96.81KN, οπότε τα βλήτρα επαρκούν. Rd,int sd(ij) Έλεγχοι διεπιφάνειας Υποστυλωμάτων Ο έλεγχος της διεπιφάνειας πραγματοποιείται με βάση την παρακάτω σχέση (εδάφιο στ): V Rid,int F cm 2.15 όπου: Fcm είναι η θλίβουσα δύναμη του μανδύα, η οποία μεταφέρεται ως διατμητική δύναμη στη διεπιφάνεια και VRd,int είναι η αντίσταση της διεπιφάνειας σε διάτμηση. 1) Υπολογισμός αντίστασης VRd,int H συνολική αντίσταση της διεπιφάνειας υπολογίζεται ως εξής (ΚΑΝ.ΕΠΕ ε και στ): A V 4u f t 10n n F (KN, mm) sb Rid,int o ctm b D ud hs όπου uo είναι το μήκος συναρμογής στο κάθε άκρο του μανδύα, το οποίο λαμβάνεται ίσο με το μισό του καθαρού ύψους του υποστυλώματος και σε κάθε περίπτωση μικρότερο από Fcm / (4fctmt) Fcm είναι η θλίβουσα δύναμη του μανδύα, η οποία μεταφέρεται ως διατμητική δύναμη στη διεπιφάνεια. Υπολογίζεται ως εξής: F cm NvNE Mn 2 0.9d, με d το στατικό ύψος της ενισχυμένης διατομής, Νv την αξονική δύναμη του μανδύα λόγω πρόσθετων κατακόρυφων φορτίων και λόγω της αφαίρεσης της υποστύλωσης μετά την επέμβαση, ΝΕ την αξονική δύναμη του μανδύα λόγω σεισμού και Μn την καμπτική ροπή μετά την επέμβαση Fd είναι η διατμητική αντίσταση που οφείλεται στο μηχανισμό βλήτρου. μ=1 είναι ο συντελεστής τριβής παλιού - νέου σκυροδέματος υπό χαμηλές ορθές τάσεις ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 19 Μάιος 2014

20 fctm είναι η μέση τιμή της εφελκυστικής αντοχής του σκυροδέματος του μανδύα. t είναι το πάχος του μανδύα nb και nd είναι ο συνολικός αριθμός των αναρτήρων και βλήτρων αντιστοίχως που διατάσσονται εντός της θλιβόμενης ζώνης, στο κάθε άκρο του μανδύα κατά την έννοια του μήκους του αρχικού δομικού στοιχείου Asb είναι το εμβαδόν της διατομής του αναρτήρα hs είναι η απόσταση μεταξύ του υπάρχοντος και του γειτονικού με αυτόν νέου διαμήκους οπλισμού. Παρατήρηση (εδάφιο στ): Όταν το διατιθέμενο μήκος συναρμογής στο ένα άκρο του μανδύα είναι ανεπαρκές για την μεταφορά της θλίβουσας δύναμης στο μανδύα (όπως είναι πιθανόν στην περίπτωση που η βλάβη είναι κοντά σε ένα άκρο του στοιχείου), ενδέχεται να απαιτούνται ειδικότερα κατασκευαστικά μέτρα για την εξασφάλιση απ ευθείας μεταφοράς θλιπτικού φορτίου στον μανδύα από τα υφιστάμενα δομικά μέλη. Υπολογισμός αντίστασης βλήτρου Fd Τα βήματα που ακολουθούνται για τον υπολογισμό της αντίστασης βλήτρου είναι τα εξής Επιλέγεται η στάθμη επιτελεστικότητας και στη συνέχεια καθορίζεται η μέγιστη ανεκτή σχετική ολίσθηση στη διεπιφάνεια sf. Πιο συγκεκριμένα, θεωρείται ίση με 0.2mm, 0.8mm ή 1.5mm, για τις στάθμες Α, Β και Γ αντιστοίχως (ΚΑΝ.ΕΠΕ ). Για την παραπάνω ανεκτή τιμή σχετικής ολίσθησης, υπολογίζεται η αντίσταση μεμονωμένου βλήτρου ως εξής (ΚΑΝ.ΕΠΕ ): f 2 s yd Fud 0.65d b fcdf yd (mm, MPa) 3 όπου: db είναι η διάμετρος του βλήτρου Αs είναι η διατομή του βλήτρου fcd είναι η τιμή σχεδιασμού της θλιπτικής αντοχής του σκυροδέματος, η οποία προκύπτει από το κεφάλαιο 4 λαμβάνοντας υπόψη αν το βλήτρο είναι εγκατεστημένο στο υφιστάμενο ή στο νέο σκυρόδεμα, καθώς και τη στάθμη αξιοπιστίας δεδομένων fyd είναι η τιμή σχεδιασμού του ορίου διαρροής του χάλυβα, η οποία προκύπτει από το κεφάλαιο 4 λαμβάνοντας υπόψη αν το βλήτρο είναι εγκατεστημένο στο υφιστάμενο ή στο νέο σκυρόδεμα, καθώς και τη στάθμη αξιοπιστίας δεδομένων 2.17 ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 20 Μάιος 2014

21 Όταν η σχετική ολίσθηση sf που επιτρέπεται να συμβεί κατά μήκος της διεπιφάνειας είναι μικρότερη από αυτή που αντιστοιχεί στην αντοχή βλήτρου, η οποία είναι 0.05db, τότε η αντίσταση βλήτρου πρέπει να λαμβάνεται μειωμένη καταλλήλως. Πιο συγκεκριμένα, μπορεί να χρησιμοποιείται το διάγραμμα του Σχήματος, δηλαδή: (α) Για τιμές της σχετικής ολίσθησης sf 0.005db, η σχέση μεταξύ ολίσθησης και αντίστασης είναι γραμμική. (β) Για τιμές της σχετικής ολίσθησης 0.05db sf > 0.005db, η σχέση μεταξύ της ολίσθησης και της αντίστασης του μηχανισμού βλήτρου υπολογίζεται από την ακόλουθη σχέση: 4 3 F F d d d=0.1d u+1.8d u 0.5 Fud Fud 2.18 Παρατήρηση 1: Επισημαίνεται ότι για να είναι σε θέση οι ράβδοι να μεταφέρουν την τέμνουσα δύναμη που υπολογίζεται με τη βοήθεια των παραπάνω σχέσεων, πρέπει να πληρούν κάποιες ελάχιστες τιμές του μήκους έμπηξής τους lεμπ εντός του σκυροδέματος. πιο συγκεκριμένα, σύμφωνα με το εδάφιο δ ισχύουν τα ακόλουθα: Για lεμπ > 8db η διατμητική αντοχή του βλήτρου λαμβάνεται από τις παραπάνω σχέσεις, Για lεμπ 6db η διατμητική αντοχή του βλήτρου πολ/ται με 0.75, Για 8db lεμπ > 6db γίνεται γραμμική παρεμβολή. ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 21 Μάιος 2014

22 Παρατήρηση 2: Για να εξασφαλίζεται ότι ο μηχανισμός βλήτρου αστοχεί με διαρροή του βλήτρου και ταυτόχρονη τοπική αστοχία λόγω συνθλίψεως του σκυροδέματος κάτω απ την ράβδο και όχι με απόσχιση του σκυροδέματος πρέπει να τηρούνται οι εξής τιμές της επικάλυψης των ράβδων διαμέτρου db που χρησιμοποιούνται ως βλήτρα (Σχήμα 6.2): Κατά τη διεύθυνση φόρτισης: Ελάχιστη εμπρός επικάλυψη: 6db Ελάχιστη πίσω επικάλυψη: 5db Κάθετα προς τη διεύθυνση φόρτισης: Ελάχιστη πλευρική επικάλυψη: 3db Στην περίπτωση βλήτρων διατεταγμένων σε σειρά, η καθαρή απόσταση μεταξύ διαδοχικών βλήτρων πρέπει να είναι κατ' ελάχιστο ίση με 3db. Παρατήρηση 3 (εδάφιο ζ): Για την ανάληψη των εφελκυστικών τάσεων ρηγμάτωσης κατά μήκος των ακμών του μανδύα, στην περιοχή του συναρμογής μήκους uo, πρέπει να διατάσσονται πυκνοί συνδετήρες που να αναλαμβάνουν τουλάχιστον τη δύναμη που αντιστοιχεί στην εγκάρσια εφελκυστική αντοχή του σκυροδέματος του μανδύα. Οι ελάχιστοι συνδετήρες που απαιτούνται ελέγχονται από τη σχέση: A sw sw t f f ctm ywd με μέγιστη τιμή της απόστασης αsw: όπου: f d sw 2 ywd h 0.8 f ctm t uo είναι το μήκος συναρμογής στο κάθε άκρο του μανδύα. t είναι το πάχος του μανδύα Asw είναι το εμβαδόν της διατομής του συνδετήρα dh είναι η διάμετρος του συνδετήρα ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 22 Μάιος 2014

23 αsw είναι η απόσταση των συνδετήρων fywd είναι το όριο διαρροής των συνδετήρων t είναι το πάχος του μανδύα Σε περιοχή προϋπάρχουσας βλάβης, απαιτείται η τοποθέτηση πυκνών συνδετήρων, ώστε να αποφεύγεται ο πρόωρος λυγισμός του νέου διαμήκους οπλισμού. Όταν δεν διατίθεται ακριβέστερα στοιχεία διατάσσονται συνδετήρες Φ8/75. Παρατήρηση 4 (εδάφιο στ): Όταν το διατιθέμενο μήκος συναρμογής στο ένα άκρο του μανδύα είναι ανεπαρκές για την μεταφορά της θλίβουσας δύναμης στο μανδύα (όπως είναι πιθανόν στην περίπτωση που η βλάβη είναι κοντά σε ένα άκρο του στοιχείου), ενδέχεται να απαιτούνται ειδικότερα κατασκευαστικά μέτρα για την εξασφάλιση απ ευθείας μεταφοράς θλιπτικού φορτίου στον μανδύα από τα υφιστάμενα δομικά μέλη. 2) Υπολογισμός δράσης στη διεπιφάνεια Fcm Η τιμή της διατμητικής δύναμης που δρα στη διεπιφάνεια υπολογίζεται ως εξής (ΚΑΝ.ΕΠΕ ε και στ). F cm N N M 2 z v E n όπου z = 0.9d είναι ο μοχλοβραχίονας των εσωτερικών δυνάμεων Νv είναι η αξονική δύναμη του μανδύα λόγω πρόσθετων κατακόρυφων φορτίων και λόγω της αφαίρεσης της υποστύλωσης μετά την επέμβαση ΝΕ είναι η αξονική δύναμη του μανδύα λόγω σεισμού και Μn είναι η καμπτική ροπή μετά την επέμβαση 2.19 ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 23 Μάιος 2014

24 1.5.4 Παράδειγμα ελέγχου διεπιφάνειας σε ολόσωμο μανδύα υποστυλώματος Ως παράδειγμα υπολογισμού των απαιτούμενων βλήτρων σε στύλο με ολόσωμο μανδύα, ελέγχεται ο στύλος του παρακάτω σχήματος: Δεδομένα: Διαστάσεις στύλου (ύψος h x πλάτος b): 50x25cm Πάχος ολόσωμου μανδύα: 10cm Καθαρό ύψος στύλου: 2.5m Στατικό ύψος ενισχυμένου με μανδύα στύλου: 65cm Χαρακτηριστική αντοχή υφιστάμενου σκυροδέματος fck=16mpa Χαρακτηριστική αντοχή νέου σκυροδέματος fck=20mpa Μέση εφελκυστική αντοχή νέου σκυροδέματος fctm=2.2mpa Χαρακτηριστική αντοχή υφιστάμενου χάλυβα fyk=400mpa Χαρακτηριστική αντοχή νέου χάλυβα fyk=500mpa Βλήτρα: Φ20/25 Δεν τοποθετούνται αναρτήρες Στάθμη επιτελεστικότητας: Β Αξονική δύναμη του μανδύα λόγω κατακόρυφων φορτίων και λόγω σεισμού: 92.14ΚΝ Μεταβολή της ροπής μεταξύ των διατομών του στύλου με τη μέγιστη και ελάχιστη ροπή, οι οποίες στη συγκεκριμένη περίπτωση απέχουν απόσταση 1.41m: = KNm Υπολογισμός αντίστασης βλήτρου Fd Η διατμητική αντίσταση ενός βλήτρου υπολογίζεται ως εξής (ΚΑΝ.ΕΠΕ ): ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 24 Μάιος 2014

25 Fud 0.65d b fcdfyd Ισχύει f s yd 17.71KN b f b KN 0.05d 1mm s =0.8mm>0.005d 0.1mm, συνεπώς η αντίσταση του βλήτρου υπολογίζεται με δοκιμές και προκύπτει ίση με Fd=16.85KN. Η παραπάνω τιμή ικανοποιεί τη σχέση Σ6.9 του ΚΑΝ.ΕΠΕ: 4 3 F F d d s f=0.005d d dd 0.5 Fud Fud = Παρατήρηση 1: Επισημαίνεται ότι για να είναι σε θέση οι ράβδοι να μεταφέρουν την τέμνουσα δύναμη που υπολογίζεται με τη βοήθεια των παραπάνω σχέσεων, πρέπει να πληρούν κάποιες ελάχιστες τιμές του μήκους έμπηξής τους lεμπ εντός του σκυροδέματος. πιο συγκεκριμένα, σύμφωνα με το εδάφιο δ για να μπορεί να λαμβάνεται η διατμητική αντοχή βλήτρου από τις παραπάνω σχέσεις πρέπει να ισχύει: lεμπ > 8db = 8 20=160mm. Παρατήρηση 2: Για να εξασφαλίζεται ότι ο μηχανισμός βλήτρου αστοχεί με διαρροή του βλήτρου και ταυτόχρονη τοπική αστοχία λόγω συνθλίψεως του σκυροδέματος κάτω απ την ράβδο και όχι με απόσχιση του σκυροδέματος πρέπει να τηρούνται οι εξής τιμές της επικάλυψης των ράβδων διαμέτρου db που χρησιμοποιούνται ως βλήτρα (Σχήμα 6.2): Κατά τη διεύθυνση φόρτισης: Ελάχιστη εμπρός επικάλυψη: 6db = 6 20=120mm Ελάχιστη πίσω επικάλυψη: 5db = 5 20=100mm Κάθετα προς τη διεύθυνση φόρτισης: Ελάχιστη πλευρική επικάλυψη: 3db = 3 20=60mm Υπολογισμός δράσης στη διεπιφάνεια Η τιμή της διατμητικής δύναμης που δρα στη διεπιφάνεια υπολογίζεται ως εξής (ΚΑΝ.ΕΠΕ ε και στ). F N N M d v E n cm Υπολογισμός αντίστασης VRd,int KN ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 25 Μάιος 2014

26 H συνολική αντίσταση της διεπιφάνειας υπολογίζεται ως εξής (ΚΑΝ.ΕΠΕ ε και στ): A V 4u f t 10n n F =345ΚΝ sb Rid,int o ctm b D ud hs όπου 2.5 F cm u o 1.25m 0.3m uo 0.3m 2 4fctmt όπου nd βλήτρα (αριθμός βλήτρων μεταξύ των διατομών του 0.25 στύλου με τη μέγιστη και ελάχιστη ροπή, οι οποίες στη συγκεκριμένη περίπτωση απέχουν απόσταση 1.41m). Παρατήρηση: Επισημαίνεται ότι για στο εν λόγω παράδειγμα χρησιμοποιήθηκαν ως αντοχές των υλικών (σκυρόδεμα και χάλυβας) οι χαρακτηριστικές τους τιμές. Επιπλέον, οι συντελεστές των αντοχών γm θεωρήθηκαν ίσοι με 1.5 και 1.15 για το σκυρόδεμα και τον χάλυβα αντιστοίχως. Τελικός έλεγχος Ισχύει: V 345KN F KN Rd,int cm, οπότε τα βλήτρα επαρκούν. ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 26 Μάιος 2014

27 1.6 Σύνοψη επάρκειας επεμβάσεων αύξησης αντοχής Οι καμπτικοί και οι διατμητικοί έλεγχοι επαύξησης αντοχής ενισχυόμενων στοιχείων Ο/Σ συνοψίζονται στον παρακάτω πίνακα σύμφωνα με την 4.6 του ΕΚ.8.3. Έλεγχοι Δράσεις Απαίτηση Αντοχές - Ικανότητα Ελαστική ανάλυση με ικανοτικό σχεδιασμό Καμπτικοί: Διατμητικοί: Από την ανάλυση. Από την ανάλυση. Σε όρους αντοχής: Χρήση μέσων τιμών των ιδιοτήτων των υλικών διαιρεμένων με τον συντελεστή εμπιστοσύνης CF και τους επιμέρους συντελεστές γ. Ανελαστική υπερωθητική ανάλυση Καμπτικοί: Διατμητικοί: Από την ανάλυση. Χρήση μέσων τιμών υλικών στο υπολογιστικό προσομοίωμα. Σε όρους αντοχής: Χρήση μέσων τιμών των ιδιοτήτων των υλικών διαιρεμένων με τον συντελεστή εμπιστοσύνης CF και τους επιμέρους συντελεστές γ. Πίνακας παραμέτρων ανάλυσης και ελέγχων επάρκειας ενισχύσεων ΕΚ Στους καμπτικούς ελέγχους συμπεριλαμβάνονται όλοι οι «πλάστιμοι» έλεγχοι κάμψης, έλεγχοι κόμβου και περίσφιγξης. Στους διατμητικούς ελέγχους συμπεριλαμβάνονται όλοι οι «ψαθυροί» έλεγχοι διάτμησης και στρέψης. ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 27 Μάιος 2014

28 1.7 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ [1] Eurocode 8: «Design of structures for earthquake resistance - Part 3»: Assessment and retrofitting of buildings. European Committee for Standardization, Brussels, Belgium, [2] ΚΑΝ.ΕΠΕ. (2012) «Κανονισμός Επεμβάσεων», Ο.Α.Σ.Π. [3] Σ.Δρίτσος : Επισκευές και ενισχύσεις κατασκευών - Πάτρα 2005: [4] Κ.Σπυράκος : Ενίσχυση κατασκευών για σεισμικά φορτία., ΤΕΕ ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 28 Μάιος 2014

29 Οδηγός Χρήσης ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» ΟΔΗΓΟΣ ΧΡΗΣΗΣ ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 29 Μάιος 2014

30 Οδηγός Χρήσης 2. ΟΔΗΓΟΣ ΧΡΗΣΗΣ 2.1 Εισαγωγή δεδομένων μανδυών ενίσχυσης Τα δεδομένα εισαγωγής των μανδυών ενίσχυσης αφορούν κυρίως την νέα διαμόρφωση των διατομών των ενισχυόμενων μελών. Στις ενισχύσεις μέσω μανδυών, το ζητούμενο είναι η τελική εξωτερική διαμόρφωση της γεωμετρίας του ενισχυόμενου στοιχείου. Για τα κατακόρυφα στοιχεία (υποστυλώματα τοιχώματα) η αρχική διατομή ευρίσκεται τοποθετημένη εντός του περιγράμματος της ενισχυμένης διατομής και την χαρακτηρίζομε σαν νησίδα εντός της ενισχυμένης διατομής, κατά κανόνα με διαφορετική ποιότητα σκυροδέματος και διαφορετική ποιότητα ράβδων οπλισμού. Για τις δοκούς η ενίσχυση συνήθως αφορά ένα μόνο μέρος των πλευρών της διατομής μιας δοκού, συνήθως το κάτω πέλμα οπότε η τοποθετούμενη νησίδα αντιστοιχεί στην ενισχυμένη στρώση του νέου μανδύα. Θέση και γωνία της νησίδας ως προς την ενισχυμένη διατομή. Μέσω της εισαγωγής νησίδας εισάγεται η υφιστάμενη διατομή. Η νησίδα του υφιστάμενου υποστυλώματος μπορεί να επανατοποθετηθεί και γραφικά εδώ :διατομή. ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 30 Μάιος 2014

31 Οδηγός Χρήσης 2.2 Μανδύες Υποστυλωμάτων Εισάγουμε σαν νέα διατομή το σχήμα και τις εξωτερικές διαστάσεις του ενισχυμένου υποστυλώματος. Εντός αυτής της εξωτερικής τελικής διατομής τοποθετούμε την υφιστάμενη διατομή σαν νησίδα. Στην συνέχεια τοποθετούμε τους διαμήκεις οπλισμούς της υφισταμένης και ενισχυόμενης διατομής κατά τα γνωστά Τοποθέτηση Βλήτρων Τα βλήτρα της διεπιφάνειας παλαιού-νέου σκυροδέματος τοποθετούνται από την δεξιά πινακίδα για τα στοιχεία που έχουμε επιλέξει. Δήλωση για την τοποθέτηση βλήτρων. Η κατά μήκος του στοιχείου πυκνότητα των βλήτρων. Στο επίπεδο της διατομής πυκνότητα των βλήτρων. στοιχείου πυκνότητα των βλήτρων. Μήκη έμπηξης στο υφιστάμενο σκυρόδεμα και μήκος κεφαλής του κάθε βλήτρου ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 31 Μάιος 2014

32 Οδηγός Χρήσης Η τοποθέτηση των βλήτρων γίνεται σε στρώσεις κατά μήκος του άξονα του υποστυλώματος σε ίσες αποστάσεις μεταξύ των στρώσεων (κατά μήκος πυκνότητα). Η αξονική απόσταση μεταξύ των βλήτρων κάθε στρώσης δεν επιτρέπεται να είναι αξονικά μικρότερη των 4*ds, όπου ds η διάμετρος του βλήτρου (ΚΑΝ.ΕΠΕ ). Η οριζόντια πυκνότητα τοποθέτησης λαμβάνει υπόψη τα όρια που θέτει ο κανονισμός για τα εν σειρά τοποθετούμενα βλήτρα η οποία δεν πρέπει να είναι αξονικά μικρότερη των 4*ds. Η απόλυτη απόσταση των βλήτρων από τις ακμές της υφιστάμενης διατομής δεν επιτρέπεται να είναι μικρότερη των 6*ds (ΚΑΝ.ΕΠΕ ). Ελάχιστες αποστάσεις τοποθέτησης βλήτρων (ds η διάμετρος του βλήτρου) Ελάχιστη αξονική απόσταση βλήτρων (οριζόντια και κατακόρυφη) Ελάχιστη απόλυτη απόσταση βλήτρου από το άκρο ενισχυόμενου στοιχείου 4*ds 6*ds ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 32 Μάιος 2014

33 Οδηγός Χρήσης Ποιότητες Υλικών Η ποιότητα του σκυροδέματος του μανδύα ορίζεται κατά την εισαγωγή της νέας διατομής του ενισχυόμενου υποστυλώματος. Η ποιότητα σκυροδέματος του υφιστάμενου υποστυλώματος ορίζεται κατά την εισαγωγή της νησίδας στο πεδίο «Σκυρόδεμα Νησίδας». Η ποιότητα των ράβδων οπλισμού, μετά την τοποθέτηση τους (με τον ίδιο τρόπο για το υφιστάμενο αλλά και για το νέο υποστύλωμα) μπορεί να αλλάξει μέσω του πίνακα οπλισμών της κάθε διάταξης οπλισμού. 1.1 Προσδιορισμός της ποιότητας χάλυβα της κάθε ράβδου οπλισμού, από τις διαθέσιμες ποιότητες χάλυβα. Εισαγωγή ποιότητας σκυροδέματος υφιστάμενου υποστυλώματος. ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 33 Μάιος 2014

34 Οδηγός Χρήσης 2.3 Μανδύες Δοκών Κατά την ενίσχυση των δοκών, αντιθέτως με τα υποστυλώματα, η τοποθετούμενη νησίδα αφορά το ενισχυμένο τμήμα της διατομής. Οι νησίδες ενίσχυσης στις δοκούς, τοποθετούνται όπως και στα υποστυλώματα, από τον διάλογο των διατομών των δοκών. Τμημα μανδύα προς ενίσχυση της διατομής δοκού. Τοποθέτηση του τμήματος του μανδύα στην τελική του θέση στην διατομή της δοκού. Μεταφορά της Η τοποθέτηση των βλήτρων της διεπιφάνειας μανδύα υφισταμένης δοκού, γίνεται κατά αναλογία όπως και στα υποστυλώματα, από τα δεδομένα της δεξιάς πινακίδας της δοκού. ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 34 Μάιος 2014

35 Οδηγός Χρήσης 2.4 Ενίσχυση πλακών Η ενίσχυση αφορά την προσθήκη στρώσεως μανδύα στην κάτω ή/και στην πάνω πλευρά της πλάκας, Η συρραφή των στρώσεων του νέου σκυροδέματος με την ενισχυόμενη πλάκα γίνεται μέσω βλήτρων, η πυκνότητα των οποίων μπορεί να είναι διαφορετική στην 1 ή 2 τοπική διεύθυνση της πλάκας. Το πάχος των νέων στρώσεων και της υφιστάμενης πλάκας, είναι το τελικό πάχος βάση του οποίου ελέγχεται η ενισχυμένη πλάκα. Ο προϋπάρχον οπλισμός της υφιστάμενης πλάκας στην νέα ενισχυμένη πλάκα δεν λαμβάνεται υπόψη. Γραφική απεικόνιση των τοποθετημένων βλήτρων Πεδίο εισαγωγής δεδομένων βλήτρων διεπιφάνειας. ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 35 Μάιος 2014

36 Οδηγός Χρήσης 2.5 Ενίσχυση πεδίλων θεμελίωσης Η ενίσχυση των πεδίλων θεμελίωσης έχει σαν στόχο τν αύξηση της επιφάνειας έδρασης του πεδίλου μέσω τοποθέτησης μανδύα οπλισμένου σκυροδέματος γύρω από το πέδιλο. Η αύξηση της καμπτικής αντοχής του πεδίλου μέσω αύξησης του οπλισμού του στα πέδιλα δεν είναι δυνατή, είναι όμως δυνατή η αύξηση του στατικού ύψους του πεδίλου μέσω τοποθέτησης μανδύα στην πάνω πλευρά του πεδίλου, οπότε έμμεσα αυξάνεται η καμπτική αντοχή του. Η συρραφή της διεπιφάνειας υφιστάμενου-νέου σκυροδέματος γίνεται μέσω της τοποθέτησης βλήτρων. Η αύξηση των διαστάσεων ενός υφιστάμενου πεδίλου μπορεί να γίνει σε μία ή σε περισσότερες πλευρές του. Μετά την επιλογή ενός πεδίλου μπορεί να γίνει αριθμητικά, από την δεξιά πινακίδα ή γραφικά. Η αύξηση των διαστάσεων ενός πεδίλου μπορεί να γίνει και γραφικά, εισάγοντας σαν παράθεση, τις διευρυνόμενες πλευρές του υφισταμένου πεδίλου. Αύξηση των διαστάσεων ενός υφιστάμενου πεδίλου με αριθμητική εισαγωγή πάχους μανδύα. ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 36 Μάιος 2014

37 Οδηγός Χρήσης Δυνατότητα εισαγωγής της επαύξησης του περιμετρικού μανδύα του πεδίλου και γραφικά με παράθεση των πλευρών του υφισταμένου πεδίλου. Εισαγωγή του πάχους της γραφικής επαύξησης του νέου μανδύα του πεδίλου.. Πέδιλο θεμελίωσης με περιμετρικό και άνω μανδύα ενίσχυσης και βλήτρα συρραφής. ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 37 Μάιος 2014

38 Οδηγός Χρήσης Ενίσχυση καμπτικής αντοχής πεδίλου. Η ενίσχυση των πεδίλων θεμελίωσης σε κάμψη είναι δυνατή μόνο μέσω αύξησης του στατικού τους ύψους. Αυτή επιτυγχάνεται μέσω προσθήκης στρώσης σκυροδέματος στην άνω επιφάνεια του πεδίλου. Η μονολιθικότητα του ενισχυόμενου πεδίλου, διασφαλίζεται με εκτράχυνση της άνω επιφάνειας του σώματος του πεδίλου συγχρόνως με την τοποθέτηση διατμητικών βλήτρων διεπιφάνειας. Εισαγωγή της άνω ενίσχυσης του πεδίλου για την αύξηση του στατικού του ύψους. Οι παράμετροι των βλήτρων διεπιφάνειας είναι κοινές για τον περιμετρικό μανδύα όπως και για την άνω στρώση ενίσχυσης. ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 38 Μάιος 2014

39 Οδηγός Χρήσης 2.6 Εμφάτνωση πλαισίων Η εμφάτνωση των πλαισίων εφαρμόζεται μέσω της εισαγωγής νέας διατομής που εμπεριέχει τα δύο κατακόρυφα υποστυλώματα και τον κορμό του εμφατνωμένου τοιχώματος. Οι ακραίες περιοχές του νέου τοιχώματος μπορούν να περιβάλουν τα υφιστάμενα υποστυλώματα, ως νησίδες (το οποίο είναι και το ορθότερο) ή αν το νέο τοίχωμα περιορίζεται εντός του φατνώματος του υφιστάμενου πλαισίου, οι ακραίες περιοχές του διαμορφώνονται όπως και στα νέα τοιχώματα, συρράπτονται δε οι εξωτερικές παρειές του στα εκατέρωθεν υποστυλώματα. Η άνω δοκός του εμφατνώμενου πλαισίου συρράπτεται στο κάτω πέλμα της με τον κορμό του εμφατνώμενου τοιχώματος, όπως συρραφή γίνεται και στο πάνω πέλμα της κάτω δοκού. Βήματα τοποθέτησης εμφατνωμένου τοιχώματος : - Διαιρούμε την πάνω και κάτω δοκό σε δύο τμήματα. - Εισάγομε μια νέα διατομή, διαστάσεων όσο το εμφατνωμένο τοίχωμα. - Αφαιρούμε σβήνοντας τα δύο υφιστάμενα υποστυλώματα του πλαισίου. - Τοποθετούμε την νέα διατομή στον νέο κόμβο που δημιουργήθηκε από την διαίρεση της άνω δοκού. - Στην ενότητα Ιδιότητες Ενίσχυσης της δοκού, στο πεδίο Ενσωμάτωση τα δύο τμήματα της δοκού τα χαρακτηρίζομε Εμφάτνωση. - Στην ίδια ενότητα, στο πεδίο Επιφάνεια Συρραφής ορίζομε το κάτω πέλμα σαν συρραφή, καθώς και το είδος και την πυκνότητα των βλήτρων - Εφόσον το εμφατνωμένο τοίχωμα έχει συνέχεια προς τα πάνω, ορίζομε σαν δεύτερη επιφάνεια συρραφής το άνω πέλμα, το οποίο θα αποτελέσει την κάτω συρραφή του επομένου εμφατνωμένου τοιχώματος. Με τα παραπάνω βήματα έχομε τοποθετήσει και συρράψει ένα τοίχωμα στο φάτνωμα ενός πλαισίου. Η κατακόρυφες συρραφές του τοιχώματος με τα υφιστάμενα υποστυλώματα, εισάγονται κατά την εισαγωγή των ακραίων νησίδων της διατομής του εμφατνωμένου τοιχώματος Υπολογισμός των βλήτρων συρραφής εμφατνωμένων τοιχωμάτων. ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 39 Μάιος 2014

40 Οδηγός Χρήσης Για τα οριζόντια βλήτρα συρραφής, ακολουθούνται οι προδιαγραφές του ΚΑΝ.ΕΠΕ Έστω Fs η ασκούμενη στο φάτνωμα συνολική τέμνουσα. Θεωρούμε ότι ένα μέρος της τέμνουσας του φατνώματος Fs και των κατακόρυφων δυνάμεων P παραλαμβάνεται από τον διαγώνιο θλιπτήρα. Η διαγώνιος δύναμη δράσης Ns δίνεται από τον τύπο : Ns = (L/l) * Fs Η αντίστοιχη αντοχή της διαγωνίου σε θλίψη δίνεται από την σχέση : N R = λ * f c * t w * b w όπου : N R = η απομένουσα αντίσταση του διαγώνιου θλιπτήρα, μετά την κρίσιμη παραμόρφωση ε co = L, l = το μήκος της διαγωνίου και το οριζόντιο μήκος του φατνώματος, αντίστοιχα. f c =0,6* f, η θλιπτική αντοχή του σκυροδέματος υπό εγκάρσιο εφελκυσμό, t w = το πάχος του φατνώματος, b w = 0.15 * L, το ενεργό πλάτος του διαγώνιου θλιπτήρα, λ= συντελεστής απομένουσας απόκρισης του διαγώνιου θλιπτήρα μετά την υπέρβαση της κρίσιμης παραμόρφωσής του. Μπορεί να λαμβάνεται λ =0,4. Θεωρούμε ότι το υπόλοιπο της διατμητικής δράσης, δηλαδή Fs (l/l)*n R αναλαμβάνεται από οριζόντια και κατακόρυφα βλήτρα. Δράση προς τα οριζόντια βλήτρα : F βλ,οριζ. = Fs - (l/l)*n R ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 40 Μάιος 2014

41 Οδηγός Χρήσης Έλεγχος επάρκειας βλήτρων δοκού : F βλ,οριζ. <= ½ * n δ * F ud όπου : n δ = αριθμός βλήτρων δοκού n υ = αριθμός βλήτρων υποστυλώματος F ud = η αντοχή μεμονωμένου βλήτρου σύμφωνα με την εξ του παρόντος. Σαν ελάχιστη ποσότητα βλήτρων ορίζονται : 3Φ16/m ΚΑΝ.ΕΠΕ Σχόλιο. Τα βλήτρα συρραφής του εμφατνωμένου τοιχώματος στα κατακόρυφα υποστυλώματα, υπολογίζονται όπως τα βλήτρα των νησίδων υφισταμένων υποστυλωμάτων. βλ παρόντος. ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 41 Μάιος 2014

42 Οδηγός Χρήσης 2.7 Τοιχώματα παράπλευρα τοποθετημένα σε πλαίσια Η περίπτωση της παράπλευρης τοποθέτησης τοιχωμάτων, εμφανίζει ομοιότητες με τα εμφατνωμένα τοιχώματα με την βασική διαφορά ότι τα νέα αυτά τοιχώματα δεν τοποθετούνται εντός του φατνώματος του υπάρχοντος πλαισίου, αλλά παράπλευρα σε συρραφή με το πλαίσιο. Η άνω δοκός του παράπλευρου πλαισίου συρράπτεται στην παρειά του τοιχώματος, όπως επίσης συρράπτονται και τα κατακόρυφα υποστυλώματα με το τοίχωμα. Βήματα τοποθέτησης παράπλευρου τοιχώματος : - Διαιρούμε την πάνω και κάτω δοκό σε δύο τμήματα. - Εισάγομε μια νέα διατομή, διαστάσεων όσο το εμφατνωμένο τοίχωμα. Τα υφιστάμενα υποστυλώματα του πλαισίου, αποτελούν μέρος της νέας διατομής προσομοιωμένα σαν νησίδες. - Αφαιρούμε σβήνοντας τα δύο υφιστάμενα υποστυλώματα του πλαισίου. - Τοποθετούμε την νέα διατομή σε θέση παράπλευρη με την δοκό του πλαισίου και σε επαφή με τον κορμό της δοκού. (απόσταση b/2 από τον κόμβο που δημιουργήθηκε από την διαίρεση της άνω δοκού, αν b το πλάτος της δοκού) - Μεταξύ του κόμβου του μεσαίου κόμβου της διαιρεμένης δοκού και του κόμβου κεφαλής του - Στην ενότητα Ιδιότητες Ενίσχυσης της δοκού, στο πεδίο Ενσωμάτωση τα δύο τμήματα της δοκού τα χαρακτηρίζομε ως Συρραφή. - Στην ίδια ενότητα, στο πεδίο Επιφάνεια Συρραφής ορίζομε την κατακόρυφη παρειά της δοκού που είναι σε επαφή με το τοίχωμα, και εισάγομε την διάμετρο και την πυκνότητα των βλήτρων. Με τα παραπάνω βήματα έχομε τοποθετήσει και συρράψει ένα νέο τοίχωμα παράπλευρα ενός πλαισίου. Η κατακόρυφες συρραφές του τοιχώματος με τα υφιστάμενα υποστυλώματα, εισάγονται κατά την εισαγωγή των ακραίων νησίδων της διατομής του νέου τοιχώματος Υπολογισμός των βλήτρων συρραφής παράπλευρων σε πλαίσια τοιχωμάτων. ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 42 Μάιος 2014

43 Οδηγός Χρήσης Τα βλήτρα συρραφής του παράπλευρου τοιχώματος στα κατακόρυφα υποστυλώματα, υπολογίζονται όπως τα βλήτρα των νησίδων υφισταμένων υποστυλωμάτων. βλ παρόντος. Για τα βλήτρα συρραφής της δοκού έχομε : Η σύνδεση του παράπλευρου τοιχώματος με το πλαίσιο λαμβάνει χώρα μέσω της πλασματικής ράβδου. όπου : Ns = Η οριζόντια φόρτισης της σύνδεσης (ιση με την τέμνουσα V3 της πλασματικής ράβδου σύνδεσης) Vs = Η κατακόρυφη φόρτιση της σύνδεσης (ιση με την τέμνουσα V2 της πλασματικής ράβδου σύνδεσης) Ms = Η στρεπτική ροπή φόρτισης της σύνδεσης (ιση με την στρεπτική ροπή Mt της πλασματικής ράβδου σύνδεσης) Εάν τα βλήτρα έχουν τοποθετηθεί σε διάταξη ορθογωνικού κανάβου με ύψος κανάβου h και πλάτος b και κατακόρυφη μεταξύ τους απόσταση των βλήτρων e z και οριζόντια e x, και με n x ο αριθμός των βλήτρων στην οριζόντια διεύθυνση και n z ο αριθμός των βλήτρων στην κατακόρυφη διεύθυνση, τότε : Η μέγιστη καταπόνηση βλήτρου max. Ri e; είναι ίση προς :. ΡΑΦ Υπομονάδα «Ενισχύσεις» Σελίδα 43 Μάιος 2014

44 ΣΤΑΤΙΚΕΣ ΜΕΛΕΤΕΣ ΚΤΙΡΙΩΝ ΕΓΧΕΙΡΙΔΙΟ ΥΠΟΜΟΝΑΔΑΣ «ΕΝΙΣΧΥΣΕΙΣ» ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΟΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ Copyright