Σ.Η. ΔΡΙΤΣΟΣ. Η σπουδαιότητα και αριθµός χρηστών. Ο υπόλοιπος χρόνος ζωής της κατασκευής. Αλλά και,

Transcript

1 ΜΕΘΟ ΟΙ & ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΕΣ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ ΚΤΙΡΙΩΝ ΥΣΜΕΝΕΙΑ ΠΑΛΑΙΩΝ ΚΤΙΡΙΩΝ (a) Σχεδιασµός για σεισµικές δράσεις 50% των αντιστοίχων για νέα κτίρια (β) Μόρφωση Φ.Ο. µε αρχιτεκτονικές υπερβολές Στέφανος ρίτσος (Έλλειψη κανονικότητας: γεωµετρίας ή αντοχής σε επίπεδο ορόφου ή κτιρίου) Σ.Η. Καθηγητής ΔΡΙΤΣΟΣ (γ) Προσδιορισµός των εντατικών µεγεθών µε απλοποητικές παραδοχές Τµήµα Πολιτικών Μηχανικών, Πανεπιστήµιο Πατρών (Έλλειψη υπολογιστικών µέσων: απουσία χωρικής ανάλυσης & διδιάστατης πλαισιακής λειτουργίας) (δ) ιαστασιολόγηση µε διαδικασίες που σήµερα έχουν αναθεωρηθεί (Ανακριβή προσοµοιώµατα, απουσία ικανοτικού σχεδιασµού και πλαστιµότητας, ανεπαρκείς κατασκευαστικές διατάξεις για ελάχιστα και µέγιστα, κ.α.) υνητική υσµένεια : έως : ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ Ποιες κατασκευές έχουν προτεραιότητα να ενισχυθούν, και πως θα προσδιοριστούν σε µεµονωµένη βάση; ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΑΝΑΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ Μπορούν (ή αξίζει τον κόπο) να ενισχυθούν και µέχρι ποιο Η τρωτότητα σηµείο; Μήπως η λύση της κατεδάφισης και ανακατασκευής είναι Η σπουδαιότητα και αριθµός χρηστών προτιµότερη; Το κόστος επέµβασης Τι µέσα (υλικά, µέθοδοι, τεχνικές) διατίθενται για να επέµβει κανείς και κάτω από ποιες προδιαγραφές αυτά εφαρµόζονται; Η ηλικία Ποια είναι η καταλληλότερη µέθοδος ενίσχυσης ενός δεδοµένου κτιρίου; Ποιο είναι το υπολογιστικό υπόβαθρο που είναι απαραίτητο στο µηχανικό για να τεκµηριώσει τις επιλογές του, και ποιες οι διαδικασίες ποιοτικού ελέγχου των εργασιών; Ο υπόλοιπος χρόνος ζωής της κατασκευής Αλλά και, Κοινωνικές, αισθητικές και πολιτιστικές διαστάσεις του θέµατος 4

2 ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ ΑΝΑΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΑΝΑΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ ΘΕΜΑ ΥΣΚΟΛΟΤΕΡΟ ΑΠΟ ΤΟΝ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟ ΝΕΩΝ ΚΤΙΡΙΩΝ ο Στάδιο: Γνώσεις λίγες και όχι επαρκώς τεκµηριωµένες Αποτίµηση επάρκειας κατασκευής Απουσία κανονισµού ο Στάδιο: Μόρφωση του φορέα πιθανόν Σ.Η. απαράδεκτη, αλλά υπαρκτή ΔΡΙΤΣΟΣ Λήψη απόφασης επέµβασης - Επιλογή λύσης Αβέβαιες εκτιµήσεις βασικών δεδοµένων στην αρχική φάση τεκµηρίωσης Χρήση νέων υλικών υπό διερεύνηση ο Στάδιο: Σχεδιασµός λύσης Μικρή ή και αρνητική εξειδίκευση και εµπειρία συνεργείων 5 6 ο Στάδιο: Αποτίµηση επάρκειας κατασκευής ο Στάδιο: Λήψη απόφασης επέµβασης - Επιλογή λύσης Αποτύπωση Φ.Ο. Επισκευή της κατασκευής (αν υπάρχουν βλάβες) ή καµία επέµβαση Καταγραφή βλαβών ως σύνολο Εκτίµηση συνοριακών συνθηκών, κατακόρυφων φορτίων, Ενίσχυση της κατασκευής µηχανικών χαρακτηριστικών & υλικών µεµονωµένα στοιχεία Επιλογή στάθµης επιτελεστικότητας (επιθυµητή συµπεριφορά κατασκευής + πιθανότητα υπέρβασης σεισµικής δράσης) Κατεδάφιση της κατασκευής και ανέγερση νέας Αποτίµηση σεισµικής ικανότητας ιάγνωση αδυναµιών του φορέα 7 8

3 ο Στάδιο: Σχεδιασµός λύσης ΚΑΝΟΝΙΣΤΙΚΟ ΥΠΟΒΑΘΡΟ Συστάσεις για Προσεισµικές & Μετασεισµικές Επεµβάσεις (ΟΑΣΠ) Αναλυτική τεκµηρίωση αποδοχής της λύσης ΠΕΤΕΠ = Προσωρινές Εθνικές Προδιαγραφές ( 005 ιαστασιολόγηση επισκευασµένων/ενισχυµένων µελών Αµερικανικές Προδιαγραφές (FEMA Reports) Σχέδια λεπτοµερειών οριστικής µελέτης επέµβασης Ευροκώδικας 8, Part Assessment & Retrofitting of Buildings Κοστολόγηση εργασιών (Draft 5, 5 preen 998-,, 004) Fib Bul 4, 4, 5 ΚΑΝ.ΕΠΕ ΕΠΕ. (Ελληνικός Κανονισµός Επεµβάσεων, Σχέδιο, Οκτ.005) 9 0 Τι το ΚΑΙΝΟΥΡΙΟ στον ΚΑΝ.ΕΠΕ ΕΠΕ.;.Στάθµες & Στόχοι Επιτελεστικότητας (Επιλογή µε συµµετοχή του ιδιοκτήτη).στάθµες Αξιοπιστίας εδοµένων.πρωτεύοντα ευτερεύοντα Στοιχεία 4.Συνυπολογισµός Τοιχοπληρώσεων 5.Ελαστική Ανάλυση µε χρήση τοπικών δεικτών συµπεριφοράς (m) m) 6.Εκτίµηση είκτη Συµπεριφοράς (q) σε υφιστάµενες κατασκευές 7.Ανελαστικές Αναλύσεις 8.Έλεγχος S d R d Σε όρους δυνάµεων για ψαθυρές αστοχίες ( ιάτµηση) Σε όρους παραµορφώσεων για πλάστιµες αστοχίες (Κάµψη) 9.Μεθόδους Επισκευής & Ενίσχυσης των Κατασκευών 0.Υπολογιστικό Υπόβαθρο για τον Έλεγχο των Επεµβάσεων ΣΤΑΘΜΕΣ ΕΠΙΤΕΛΕΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ & ΣΤΟΧΟΙ ΑΠΟΤΙΜΗΣΗΣ - ΑΝΑΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ Στάθµη Επιτελεστικότητας: Επιθυµητή Συµπεριφορά Κατασκευής = Αποδεκτός Βαθµός Βλάβης Στόχος Επιτελεστικότητας: Στοχευόµενη Στάθµη Επιτελεστικότητας για Επιλεγµένη Σεισµική ράση Για πιθανότητα υπέρβασης 0% σε 50 έτη χρησιµοποιείται η δράση που προβλέπει ο ΕΑΚ 000 Για πιθανότητα υπέρβασης 50% λαµβάνεται υπόψη το 60% αυτής

4 ΣΤΑΘΜΕΣ ΕΠΙΤΕΛΕΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ & ΣΤΟΧΟΙ ΑΠΟΤΙΜΗΣΗΣ - ΑΝΑΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ ΣΤΑΘΜΕΣ ΑΞΙΟΠΙΣΤΙΑΣ Ε ΟΜΕΝΩΝ Εκφράζουν Τον βαθµό αξιοπιστίας των πληροφοριών και δεδοµένων της κατασκευής Αφορούν - Γεωµετρία - Χαρακτηριστικά Υλικών - Έδαφος Θεµελίωσης Κατηγορίες - Υψηλή - Ικανοποιητική - Ανεκτή - Ανεπαρκής 4 ΣΤΑΘΜΕΣ ΑΞΙΟΠΙΣΤΙΑΣ Ε ΟΜΕΝΩΝ ΑΝΑΓΚΗ Ε ΑΦΟΤΕΧΝΙΚΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ Καθορίζουν την ακρίβεια δεδοµένων που εισάγονται στους υπολογισµούς Επηρεάζουν τη διαδικασία αποτίµησης - σχεδιασµού Επηρεάζουν: Συντελεστές ασφάλειας των δράσεων (γg) Συντελεστές ασφάλειας των υλικών (γ m ) Επιλογή µεθόδου ανάλυσης 5 ΑΞΙΟΠΙΣΤΙΑ Ε ΟΜΕΝΩΝ ΓΙΑ ΤΑ ΥΛΙΚΑ ΣΚΥΡΟ ΕΜΑ Πυρήνες ανά δύο ορόφους ΧΑΛΥΒΑΣ Υψηλή: : 45% των κατακόρυφων στοιχείων 5% των οριζοντίων στοιχείων Ικανοποιητική: : 0% των κατακόρυφων στοιχείων 5% των οριζοντίων στοιχείων Υψηλή: οκιµές δειγµάτων Ικανοποιητική: Οπτική Αναγνώριση 6

5 ΣΤΑΘΜΕΣ ΑΞΙΟΠΙΣΤΙΑΣ Ε ΟΜΕΝΩΝ ΠΡΩΤΕΥΟΝΤΑ ΕΥΤΕΡΕΥΟΝΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ευτερεύοντα υνητικώς Πρωτεύοντα ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΑ ευτερεύοντα ΟΚΟΙ: ευτερεύοντα χωρίς απαίτηση ελέγχου Ουσιαστικώς τριτεύοντα 7 8 ΣΥΝΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΟΙΧΟΠΛΗΡΩΣΕΩΝ Υποχρεωτικά αν είναι δυσµενείς Προαιρετικά αν είναι ευµενείς Πώς; ΕΙ Η ΑΝΑΛΥΣΗΣ w = 0, L (Στ. Επ. Α) ΣΤΑΤΙΚΗ ΕΛΑΣΤΙΚΗ w = 0, L (Στ. Επ. Β) w = 0 (Στ. Επ. Γ) Ανοίγµατα στη περιοχή του κέντρου ΥΝΑΜΙΚΗ ΕΛΑΣΤΙΚΗ Μέθοδος q Μέθοδος m Ε ανοιγ. < 0% Ε τοιχ. Ε ανοιγ. < 50% Ε τοιχ. 0% Ε τοιχ. Ε ανοιγ. 50% Ε τοιχ. Αµελείται το άνοιγµα Αµελείται η τοιχοποιία λοξοί θλιπτήρες ανά φάτνωµα ΣΤΑΤΙΚΗ ΑΝΕΛΑΣΤΙΚΗ ΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΕΛΑΣΤΙΚΗ Ανοίγµατα κοντά στη περίµετρο Αµελείται η τοιχοπλήρωση 9 0

6 ΕΛΑΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ Κρίσιµο Μέγεθος: είκτης ανεπάρκειας στοιχείων λ= S el(q /R m el(q=) /R Προϋποθέσεις: λ<,5 ή αν λ>,5 µορφολογικά κανονικό ΕΛΑΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ (µέθοδος q) Προεκτίµηση είκτη Συµπεριφοράς q Μέσος είκτης ανεπάρκειας ορόφου λ k = n n λ Σ.Η. isi, el ( q=) λ,5 λ ΔΡΙΤΣΟΣ k k- λ,5λ si, el ( q=) k k + ΌΧΙ: - Μεγάλες εσοχές - Ασύµµετρη κατανοµή µάζας- δυσκαµψία σε κάτοψη & καθ ύψος - Ασαφής γεωµετρία φέροντος οργανισµού ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΕΙΚΤΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ (q) ΕΛΑΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ (µέθοδος m) δ d q B Σβi = q 00 q = 0. 6 A q B q =. 5 Γ q B Νέας Κατασκευής δ d µέγιστη αποδεκτή παραµόρφωση µέλους = παραµόρφωση σχεδιασµού δ y παραµόρφωση διαρροής Ασφάλεια Ζωής Αποφυγή Κατάρρευσης Οριζόντια Στοιχεία Πρωτεύοντα δ d = 0,5 (δ( y +δ u )/γ Rd ευτερεύοντα δ d = δ u /γ Rd δ d = δ u /γ Rd υνατότητα δ d απεριόριστο 4

7 Φd ΑΡΧΕΣ ΣΤΑΤΙΚΗΣ ΑΝΕΛΑΣΤΙΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ Καµπύλη Απαίτησης Φ δ = Τ 4π Φ d g Φd T Καµπύλη Απαίτησης T ΑΡΧΕΣ ΣΤΑΤΙΚΗΣ ΑΝΕΛΑΣΤΙΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ Στατική Οριζόντια Φόρτιση Βαθµιαία Αυξανόµενη µέχρι τέρµα δ δ δ PUSH-OER T T = α Φ d δ=β Φ δ W n 5 T Φ δ Καµπύλες Απαίτησης Καµπύλη Ικανότητας Ελαστικό Φάσµα α β 0,90,0 0,80,5 Ανελαστικά Φάσµατα 5 6 δ δ δ δ δ ΕΛΕΓΧΟΣ ΕΠΑΡΚΕΙΑΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ Α Α Α Β Σ.Η. Επαρκές για την στάθµη ΔΡΙΤΣΟΣ Α Τι ιατίθεται; Β Επαρκές για την στάθµη Β Ανεπαρκές Γ Επαρκές για την στάθµη Γ δ 7 ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ ΛΥΣΗΣ Ποιος είναι ο στόχος της επεµβασης; Από τι πάσχει η κατασκευή; Πώς θα γίνει ο Επανυπολογισµός; Υλικά και Τεχνολογίες Επεµβάσεων -Ειδικοί Τύποι Σκυροδέµατος -Πολυµερικές Κόλες (ρητίνες) -Επισκευαστικά Κονιάµατα -Επικολλητά Φύλλα από Χάλυβα ή Ινοπλισµένα Πολυµερή (FRP) - ιατµητικοί Σύνδεσµοι (Βλήτρα) Αγκύρια -Αγκυρώσεις και Συγκολλήσεις Νέων Ράβδων Οπλισµού Ειδικότερες Τεχνικές για : -Υποστυλώµατα -Τοιχώµατα - οκούς -Πλάκες -Κόµβους οκών-υποστυλωµάτων -Στοιχεία Θεµελίωσης Η Γενική Υπολογιστική ιaδικασία { Ανάλυση ιαστασιολόγηση Υπολογιστικά Θέµατα για Ειδικότερες Τεχνικές 8

8 ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΩΣ ΣΥΝΟΛΟΥ (β) Αύξηση αντοχής ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΕΣ ΑΝΑΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ (δ) Αύξηση αντοχής & πλαστιµότητας Ασφαλής (γ) Αναίρεση τοπικών αδυναµιών Σχεδιασµός & αύξηση πλαστιµότητας (s) Απαιτούµενη σεισµική ικανότητα Ανασφαλής (α) Χωρίς ενίσχυση σχεδιασµός Μετακινήσεις Τέµνουσα Βάσης Στρατηγικές Ενίσχυσης 9 0 ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΕΣ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΑΠΟΤΥΠΩΣΗ ΥΠΑΡΧΟΥΣΑΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ Αντοχή Αντοχή & Πλαστιµότητα Πλαστιµότητα Ενφατνούµενα Τοιχώµατα ικτυωτά Συστήµατα Πλευρικά Τοιχώµατα Μανδύες Αντοχή & υσκαµψία

9 ΠΡΟΤΑΣΗ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ Πρόσθετο τοίχωµα ΤΟΙΧΩΜΑΤΟΠΟΙΗΣΗ Υφιστάµενο υποστύλωµα Πρόσθετο τοίχωµα Υφιστάµενο υποστύλωµα µανδύας ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΠΤΕΡΥΓΙΩΝ Υφιστάµενο Πρόσθετο τοίχωµα (πτερύγιο) υποστύλωµα Υφιστάµενο υποστύλωµα Πρόσθετο τοίχωµα (πτερύγιο) µανδύας 4 ΜΕΘΟ ΟΙ ΕΠΕΜΒΑΣΗΣ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ ΚΤΙΡΙΩΝ ΑΠΟ Ο.Σ. ΩΣ ΣΥΝΟΛΟ (α) Η κατασκευή τοιχωµάτων εντός πλαισίων τύποι Αύξηση δυσκαµψίας & αντοχής ιόρθωση σφαλµάτων σχεδιασµού Κακή µόρφωση του φορέα Ασυµµετρία κατανοµής δυσκαµψίας ή αντοχής καθ ύψος Ασυµµετρία κατανοµής εκκεντρότητας δυσκαµψίας σε κάτοψη Τοιχώµατα από Ο.Σ. (έγχυτο ή εκτοξευόµενο) Προκατασκευασµένα τοιχώµατα (panels) Τοιχοποιία από συµπαγείς οπτόπλινθους ή τσιµεντόπλινθους (β) Η κατασκευή δικτυωτών συστηµάτων µέτρια αύξηση αντοχής, κυρίως αύξηση δυσκαµψίας & πλαστιµότητας Τύπος Μεταλλικά συστήµατα (σχήµα Κ, ρόµβου ή χιαστί διαγωνίων) Κρίσιµα σηµεία Αξιολόγηση ανακατανοµής έντασης Επάρκεια αντοχής κόµβων Κρίσιµα σηµεία Νέο τοίχωµα + υποστύλωµα αυξηµένη ένταση υποστυλώµατος ενίσχυση µε µανδύα Έλεγχος επάρκειας διαµήκους οπλισµού δοκών µεταφορά οριζοντίων δράσεων ορόφου Έλεγχος επάρκειας της αγκύρωσης των νέων ράβδων οπλισµού στον υφιστάµενο φορέα (γ) Η κατασκευή τοιχωµάτων-πτερυγίων µέτρια αύξηση αντοχής & δυσκαµψίας, βελτίωση πλαστιµότητα (δ) Η προσθήκη νέων κατακόρυφων στοιχείων µεγάλη αύξηση αντοχής, δυσκαµψίας & πλαστιµότητας Κατασκευαστικά θέµατα Συστολή ξήρανσης υσκολία σκυροδέτησης (ανεπαρκή πρόσβαση στην κορυφή) 5 (ε) Η ενσωµάτωση στην κατασκευή συστηµάτων απορρόφησης ενέργειας (στ) Η επιλεκτική ενίσχυση αδύναµων δοµικών στοιχείων (µείωση εισαγόµενης σεισµικής έντασης) (αποφυγή πρόωρων αστοχιών & αύξηση πλαστιµότητας) 6

10 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ ΙΑΦΟΡΩΝ ΜΕΘΟ ΩΝ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΠΛΑΙΣΙΩΝ ΟΠΛΙΣΜΕΝΟΥ ΣΚΥΡΟ ΕΜΑΤΟΣ Πλευρική φόρτιση µονολιθικό τοίχωµα τοίχωµα εντός πλαισίου ΤΕΧΝΙΚΗ Αντοχή υσκαµψία Πλαστιµότητα ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ u / u,m u / u,f K / K m K / K f µ / µ m µ / µ f Τοιχώµατα χιαστί δικτυώµατα από έγχυτο σκυρόδεµα 0,50~,0,5~5,5 0,75~,0,5~5,5 0,85~0,95 0,90 Προκατασκευασµένα 0,0~0,80,0~4,0 τοιχώµατα 0,5~0,85,5~0,5 0,70~,95 0,70~.80 Σ.Η. τσιµεντόπλιθες ΔΡΙΤΣΟΣ Οπλισµένη 0,60,50 0,5 7,0 0,50 _ τοιχοποιία Μεταλλικά πλαίσια και δικτυώµατα προκατ. 0,5~0,65,70~,70 0,05~0,0,60~6,50 0,50~4,5,45~4,5 panels αρχικό πλαίσιο ΤΟΙΧΩΜΑΤΟΠΟΙΗΣΗ ΠΛΑΙΣΙΟΥ νέο τοίχωµα µανδύας Μετακινήσεις (x 0 - rad) 7 υποστύλωµα πλαισίου 8 ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΝΕΩΝ ΤΟΙΧΩΜΑΤΩΝ Ενδεικτική διάταξη συνδέσµων: α) κάτοψη, β) τοµή σε θλιπτικό σύνδεσµο, γ) τοµή σε εφελκυστικό σύνδεσµο Ενδεικτική θέση προεξοχών τοιχώµατος για παρεµπόδιση ανύψωσης του εφελκυοµένου πέλµατός του 9 40