Σε ποιες περιπτώσεις χρειάζεται;

Transcript

1 ΕΠΙΜΟΡΦΩΤΙΚΟ ΣΕΜΙΝΑΡΙΟ: ΣΕΜΙΝΑΡΙΟ: ΠΡΟΣΕΙΣΜΙΚΕΣ ΕΝΙΣΧΥΣΕΙΣ: ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΦΕΡΟΥΣΑΣ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑΣ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΩΝ ΚΤΙΡΙΩΝ, ΑΝΑΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΑΙ ΕΠΕΜΒΑΣΕΙΣ 8004P15 Σε ποιες περιπτώσεις χρειάζεται; Κυρίως σε επεµβάσεις σε υφιστάµενες κατασκευές ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΕΠΕΜΒΑΣΕΩΝ ΣΥΜΦΩΝΑ ΜΕ ΤΟΝ ΚΑΝ.ΕΠΕ. Για αποκαταστάσεις µετά από βλάβες Για ενισχύσεις Συγκολλήσεις Χαλύβων Οπλισµού Σκυροδέµατος Για αλλαγή χρήσης Όµως και σε νέες κατασκευές Νέα µορφοποιηµένα υλικά καθ. Στέφανος Η. Δρίτσος Συστήµατα αγκυρώσεων Τµήµα Πολιτικών Μηχανικών, Πανεπιστήµιο Πατρών Συγκράτηση Ράβδων Αθήνα, 07/05/

2 Προσθήκη νέων στρώσεων σκυροδέµατος (ιδιαίτερα απαραίτητη σε µονόπλευρη επέκταση ή ανοιχτό µανδύα υποστυλωµάτων) 1. υπάρχον υποστύλωµα, 2. επέκταση υποστυλώµατος 1. παλιό υποστύλωµα, 2. ενίσχυση.. παλιοί οπλισµοί, 4. πρόσθετοι οπλισµοί, 5. πρόσθετοι συνδετήρες, 6. συγκολλήσεις, 7. αναρτήρες πάπιες. 6 5 ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΕΙΣ ΡΑΒΔΩΝ ΟΠΛΙΣΜΟΥ α >50mm αአ50mm νέα ράβδος παλαιά ράβδος Σύνδεσµοι τύπου Ω ( πάπιες ) Μία ή δύο καβίλλιες ~ 10 α hs ~ 10 α Είδη συγκολλήσεων: συγκολλήσεων: (1,8) Ουρανός Ουρανός, (2,4,5,9) Ανεβατό Ανεβατό (ή Κατεβατό Κατεβατό ), () Πλάκα Πλάκα, (6,7) Οριζόντιο Οριζόντιο, (10) Μετωπική Μετωπική 20 mm 7 8 ΔΥΣΚΑΜΠΤΟΙ ΣΥΝΔΕΣΜΟΙ ΕΥΚΑΜΠΤΟΙ ΣΥΝΔΕΣΜΟΙ

3 Χρήση Ηλεκτροσυγκολληµένων Συνδέσµων Σύνδεσµοι ΠαλαιώνΝέων Ράβδων Οπλισµού ~ 10 α αአ50mm Μία ή δύο καβίλλιες ΔΥΣΚΑΜΠΤΟΙ ΣΥΝΔΕΣΜΟΙ ~ 10 ~ 10 α α 20 mm παλαιά ράβδος α >50mm hs νέα ράβδος Σύνδεσµοι τύπου Ω ( πάπιες ) ΕΥΚΑΜΠΤΟΙ ΣΥΝΔΕΣΜΟΙ

4 Μορφή συνδετήρα µε ηλεκτροσυγκολληµένα άκρα Άνοιγµα Συνδετήρων 1 14 Ορθογωνικοί συνδετήρες µε συγκόλληση 2 τµηµάτων Π Ηλεκτροσυγκόλληση Άκρων Συνδετήρων Μανδύα 15 Συνδετήρες εκτός του κόµβου 16

5 Αποκοπή Οπλισµού και Πλάκα Αγκύρωσης Προσθήκη µήκους αγκύρωσης τεχνική καµπούρας συνδ. Φ8/50 2 χαλύβδινες πλάκες Α συνδ. Φ8/50 d Εξαγωνικά περικόχλια ή ηλεκτροσυγκολλήσεις επί της πλάκας Α Όψη ΑΑ Επέκταση Οπλισµού Προβόλων Συγκολληµένη Εγκάρσια Ράβδος Εκτός της Μάζας του Σκυροδέµατος ως Σύστηµα Αγκύρωσης d trans Μείωση απαιτούµενου µήκους αγκύρωσης κατά 0% (ΕΚΩΣ ) 19 20

6 Κοντές Αναµονές; F F P 1 σb l s Φ = P 2 2P 6 Fs 6 Fs α 6 Fs σ b max = = = = 2 Φ l s2 ls ls ls ℓαπ = Στις κρίσιµες περιοχές των δοµικών στοιχείων σb 78Φ, C16/20 67Φ, C20/25 Ο Ευροκώδικας 8, pren 19981, ( 5.6.) δεν επιτρέπει ηλεκτροσυγκολλήσεις µε υπερκάλυψη. P ℓ Ο ΚΤΧ 2007 συνιστά να αποφεύγονται όλες. Για εξαιρετικές ανάγκες απαιτεί διασφάλιση ικανοποιητικής ολκιµότητας της σύνδεσης ls F α = Fs α P = s ls α ℓs/ s Έστω Φ20 Fs = f y A s Fs = 500,14 10 = 157KN Έστω l s = 12Φ P σb =16, MPa , σb = = 8,15 MPa 2 σ b,max Συγκόλληση ράβδων ορόφου Συγκόλληση αναµονών 21 F F 22 Πεδίο Εφαρµογής Μεθόδων Συγκόλλησης για Συγκολλήσιµους Χάλυβες Μέθοδος συγκόλλησης Συγκολλήσεις τόξου Χειρωνακτική συγκόλληση τόξου µε επενδεδυµένα ηλεκτρόδια (SMAW) Ηµιαυτόµατη συγκόλληση τόξου σε προστατευτική ατµόσφαιρα ArCO2 (GMAW, MAG) Ηµιαυτόµατη συγκόλληση τόξου σε προστατευτική ατµόσφαιρα ArCO2 µε σωληνωτά ηλεκτρόδια (FCAW) Ηµιαυτόµατη αυτοπροστατευόµενη συγκόλληση τόξου µε σωληνωτά ηλεκτρόδια (FCAW) Τύπος σύνδεσης Κ.Τ.Χ.2007 Αλλού Μετωπική χωρίς υποστήριξη της ρίζας 16 Φ20 EC2 Μετωπική µε µόνιµη υποστήριξη της ρίζας 12 Κατά παράθεση 62 Με λωρίδες Σταυρωτή Με άλλα χαλύβδινα στοιχεία Κατά παράθεση Συγκόλληση µε ηλεκτρική αντίσταση 2 Φ16 EC2 Σταυρωτή 520 Μετωπική 625 Κατά παράθεση Η µέγιστη εγκάρσια µετατόπιση των συγκολληµένων ράβδων σαν συνάρτηση της απόστασης συγκόλλησης για τις διάφορες τιµές της διαµέτρου d για µήκος σύγκλησης 4d (Αποστολόπουλος (Αποστολόπουλος,, 2007) Περιοχή ονοµαστικών διαµέτρων σε mm Φ16 EC2 Συγκόλληση µε προεξοχή (project welding) Σταυρωτή 520 Αυτογενής συγκόλληση µε συµπίεση και θέρµανση µε αέριο Μετωπική Αυτογενής συγκόλληση µε σπινθηρισµούς Μετωπική Συγκόλληση µε τριβή Μετωπική Με άλλα χαλύβδινα στοιχεία 24

7 Κανονιστικό Πλαίσιο 1 International standard ISO (2006) Welding of reinforcing steel Part 1: Loadbearing welded joints Part 2: Non loadbearing welded joints 2 American National Standard ANSI/AWS D1.492 Structural welding codereinforcing steel BS 712 (1989) Metal are welding of steel for concrete reinforcement Σύνδεση κατά παράθεση µε τεχνικές τόξου (Κ.Τ.Χ ) 4 DIN 241 (1997) Welding of reinforcing steel for concrete quality requirements 5 DIN 4099 (1978) Welding of reinforcing steel Execution of welding work and testing 6 ΠΕΤΕΠ ( Προσθήκη οπλισµού µε ηλεκτροσυγκόλληση 7 Κ.Τ.Χ. (2007) Σχέδιο Κανονισµός Τεχνολογίας Χαλύβων 25 Σύνδεση µε λωρίδες strip joint (Κ.Τ.Χ ) 26 Μετωπική Συγκόλληση butt joint (Κ.Τ.Χ ) Συγκολλήσεις επί Εγκαρσίου Χαλύβδινου Στοιχείου (Σχέδιο Κ.Τ.Χ. 2007) Διαδοχική εκτέλεση κορδονιών και πάσων Σταυρωτή Συγκόλληση cross joint (Κ.Τ.Χ ) Μετωπική σύνδεση µε υποστήριγµα της ρίζας της συγκόλλησης Ράβδος διερχόµενη από χαλύβδινο στοιχείο Ράβδος αγκυρούµενη εντός του πάχους του χαλύβδινου στοιχείου 27 Για περισσότερες από µία ράβδους s>d Μετωπική συγκόλληση ράβδου επί χαλύβδινου στοιχείου Στις περιπτώσεις αγκυρώσεων ο ΕΚΩΣ απαιτεί δοκιµές και εγκριτικές αποφάσεις 28

8 ΚΑΜΨΕΙΣ ΣΥΓΚΟΛΛΗΜΕΝΩΝ ΟΠΛΙΣΜΩΝ Αναγνώριση Υλικού (EC2 l Ø) Ελάχιστη διάµετρος D καµπύλωσης για συγκολληµένους σταυρωτούς οπλισµούς Κάµψη οπλισµού µακριά από θέσεις ηλεκτροσυγκόλλησης ΚΤΧ2007 ΕΚΩΣ ( ) > 2Φ > 2Φ Φ x > 4Φ για σταυρωτή x > 2Φ άλλες Κατά ΚΤΧ 2007 ( 8.4.) οι ίδιοι περιορισµοί πρέπει να ισχύουν και επί κεκαµένων αν και το ISO επιτρέπει συγκολλήσεις επί του καµπυλωµένου (µε επιτρεπόµενες καµπυλότητες) τµήµατος Απαιτείται: Χηµική Ανάλυση Δοκίµιο µικρών διαστάσεων (2εκ.) Φασµατοσκοπική µέθοδος Δείγµα σε µορφή ρινισµάτων Τεχνική ατοµικής αναρρόφησης Συνιστάται (για επιβεβαίωση): Μέτρηση σκληρότητας και µεταλλογραφικός έλεγχος Συνιστάται (αν δεν γίνεται ζηµιά λόγω του απαιτούµενου µήκους δοκιµίου): Δοκιµή εφελκυσµού Προτιµότερο η κάµψη να προηγείται της συγκόλλησης 29 0 Πότε Επιτρέπεται η Συγκόλληση; Αν C<0.24% και Ceq < 0.52% Mn Cr+ Mo+ V Ni+ Cu Ceq= C Συγκολλήσιµος 0.25% C < 0.45% και Ceq < 0.70% Συγκολλήσιµος υπό προϋποθέσεις C 0.45% ή/και Ceq 0.70% Μη Συγκολλήσιµος (ΕΛΟΤ 10080) Όλοι οι νέοι χάλυβες Β500A και Β500c Παλαιοί χάλυβες S500s, S400s S220, StI (ΣΧΕΔΙΟ Κ.Τ.Χ.2007) STIII, S4OO ; (ΣΧΕΔΙΟ Κ.Τ.Χ.2007) (Για εξαιρετικές ανάγκες Συγκόλληση µετά από ειδική µελέτη Σύνταξη ειδικής προδιαγραφής Επίβλεψη ειδικών) S400 S500s Ενδεικτικές αναλογίες χηµικής σύστασης χάλυβα S400 και S500s (%) C Mn Si N Ni Cu Cr S P Ceq Τάση (ΜΡa) S400 ΣΥΓΚΟΛΛΗΜΕΝΟ AΣΥΓΚΟΛΛΗΤΟ Παραµόρφωση (%) Τάση (ΜΡa) 800 S500s ΣΥΓΚΟΛΛΗΜΕΝΟ AΣΥΓΚΟΛΛΗΤΟ Παραµόρφωση (%) Τυπική εικόνα της επίδρασης της προθέρµανσης στο διάγραµµα τάσηςπαραµόρφωσης των χαλύβων 2

9 Σύγκριση διαγραµµάτων πριν και µετά την συγκόλληση µετωπική µετωπική (Τζωρτζάκης κ.α., 1990) Διαγράµµατα τάσεων παραµορφώσεων δοκιµασθέντων χαλύβων χαλύβων (Τζωρτζάκης κ.α., 1990) 4 Συγκόλληση Χαλύβων Συγκολλήσιµων υπό προϋποθέσεις προϋποθέσεις Τύποι Σύνδεσης Κατά παράθεση Με λωρίδες Μετωπική Με άλλα στοιχεία Βήµατα Εργασίας Βήµα 1 ο: Καθαρισµός παλαιού οπλισµού Σκουριά Οργανικές και λιπαρές ουσίες Βήµα 2ο: Προθέρµανση Τ=200οC 250oC σε όλο το µήκος της σύνδεσης + 50mm εκατέρωθεν Μέτρηση Τ µε φορητό θερµοστοιχείο Σύγκριση διαγραµµάτων τάσεων παραµορφώσεων πριν και µετά την συγκόλληση µε διπλή παράθεση (Τζωρτζάκης κ.α., 1990) Εναλλακτικά µε θερµοευαίσθητους χρωµατοδείκτες (κιµωλίες) 5 6

10 Βήµα ο : Εργασία Συγκόλλησης Κατά παράθεση ή µε λωρίδες Μέθοδος: Συγκόλληση τόξου (α) Χειρονακτική µε επενδεδυµένα ηλεκτρόδια (SMAW) Συνιστώνται: Ηλεκτρόδια ρουτιλίου Ε601 Ηλεκτρόδια χαµηλού υδρογόνου Ε9018 (f y =4080MPa, f t =40460MPa, ε s =1722%) Μετωπική Συγκόλληση Μέθοδος: Ηµιαυτόµατη συγκόλληση σε ατµόσφαιρα ArCO2 (GMAW ή MAG) Δεν επιτρέπεται η χειρονακτική (SMAW) κίνδυνος παρουσίας µη µεταλλικών εγκλεισµάτων διασπορά στα µηχανικά χαρακτηριστικά Ηλεκτρόδια όπως και στην κατά παράθεση ER70S6 για S400 ER805G για S500 (f y =50620MPa, f t ~ 620MPa, ε s =1424%) Λοξοτοµές όπως και για τους νέους οπλισµούς (β) Ηµιαυτόµατη σε ατµόσφαιρα ArCO 2 (GMAW ή MAG) (καλλίτερη το κατακόρυφο διπλό V) Συνιστώνται: Να προτιµηθεί εφόσον υπάρχει δυνατότητα Δεν απαιτεί ιδιαίτερη επιδεξιότητα συγκολλητή Ηλεκτρόδιοσύρµα ΕR70S6 (f y =420MPa, f t =540MPa, ε s =25%) ή υψηλότερης αντoχής ER805G (f y =460MPa, f t =570MPa, ε s =22%) 7 Προσεκτική αφαίρεση σκουριάς µεταξύ διαδοχικών πάσων Έλεγχος θερµοκρασίας µετάλλου σε κάθε πάσο στα όρια των (200250) ο C 8 Οδηγίες Τεχνικής Αρτιότητας Επιλέγεται: Καλός καιρός και ξηρός Δεν επιτρέπεται σε περίπτωση βροχής, υγρό περιβάλλον, άνεµο θερµοκρασίες κάτω του µηδενός (Σε περίπτωση ανάγκης: λήψη ειδικών µέτρων) Εκτελείται αργά Ήρεµη ψύξη στον αέρα (Απαγορεύεται η επιτάχυνση της απόψυξης π.χ. µε νερό) Απαιτούνται: Πιστοποίηση και Έλεγχος Πιστοποιηµένες διαδικασίες (µονάδες διαµόρφωσης) Πιστοποιηµένοι συγκολλητές Μη πιστοποιηµένος συγκολλητής; Επιτρέπεται για συγκεκριµένη µέθοδο και τύπο συγκόλλησης, από διπλωµατούχο συγκολλητή Α τάξης (Επαγγ. Άδεια από τις Υπηρεσίες Βιοµηχανίας του Υπουργείου Εθνικής Οικονοµίας), εφόσον προηγουµένως κατασκευάσει δοκίµια και ελεγχθούν επιτυχώς. Έλεγχος Ποιότητας Ίδιες δοκιµές που προβλέπονται για τις νέες ράβδους Έλεγχος σκληρότητας στην συγκόλληση + ΘΕΖ (~Φ/2) Σε αυτοµατοποιηµένες διαδικασίες συγκόλλησης στο εργοστάσιο ή µονάδα διαµόρφωσης Ελέγχεται το τελικό προϊόν < 50 HV (00HV) 9 Σε χειρωνακτικές ή ηµιαυτόµατες διαδικασίες στο εργοτάξιο Ελέγχεται η ικανότητα του ηλεκτροσυγκολλητή 40

11 Πεδίο Εφαρµογής και Πλήθος Δοκιµίων για Έλεγχο Ποιότητας Συγκόλλησης Μέθοδος συγκόλλησης Συγκόλληση τόξου Τύπος σύνδεσης Μετωπική Κατάπαράθεση/ Με λωρίδες Σταυρωτή Με άλλα µεταλλικά στοιχεία * οκιµή διάτµησης στην ράβδο που ενδιαφέρει οκιµή εφελκυσµού Αν αστοχήσει ένα δοκίµιο κατασκευάζονται 2 πρόσθετα Αν αστοχήσει ένα από τα πρόσθετα απόρριψη (ΣΧΕΔΙΟ Κ.Τ.Χ.2007) Πλήθος δοκιµίων οκιµή κάµψης * οκιµή διάτµησης * Έλεγχοι Συγκολλήσεων Οπτικός έλεγχος (ρωγµές, ατελής διείσδυση) Μηχανικές Δοκιµές Εφελκυσµού Κάµψης ιάµετρος ράβδου (mm) d 8 8<d 12 12<d 20 20<d 2 2<d Έλεγχος: όχι ρωγµές στην ράβδο ιάµετρος στη δοκιµή κάµψης (mm) 5d 6d 8d 10d 12d Διάτµησης F S F A b f yk S F = Συντελεστής Διάτµησης F Σχέδιο Κανονισµού Τεχνολογίας Χαλύβων Οπλισµένου Σκυροδέµατος (ΚΤΧ 2007) 0, για φέρουσες συνδέσεις Επιπλέον d min 0,5d max εν γένει ( 0,57EC2) d min 0,6d max για δοµικά πλέγµατα πάχος ραφής max(0,d min, 4mm) πάχος ραφής max(0,5d min, 6mm) d trans Για περισσότερες εγκάρσιες ράβδους S d trans 4 44