ΟΧΕΤΟΣ ver.1. Φακής Κωνσταντίνος, Πολιτικός μηχανικός 1/9

Transcript

1 ΟΧΕΤΟΣ ver. Πρόκειται για ένα υπολογιστικό φύλλο που εφαρμόζει διαδικασία στατικού και υδραυλικού υπολογισμού ενός κιβωτιοειδούς φορέα (συνήθως οδικές κάτω διαβάσεις αρτηριών ή οχετοί εκτόνωσης ρεμμάτων). Η στατική επίλυση γίνεται κατά τα DIN FACHBERICHTE (πρόκειται για τα κείμενα εφαρμογής των ευρωκωδίκων στη Γερμανία και ισχύουν στην Ελλάδα μέχρι την έκδοση των αντίστοιχων ελληνικών κειμένων). Πραγματοποιεί όλους τους απαραίτητους ελέγχους λειτουργικότητας και αστοχίας. Για τους στατικούς φορείς αυτής της μορφολογίας επιλέγεται συνήθως η επίλυση της δυσμενέστερης «φέτας» του φορέα πλάτους,0m. Ο στατικός υπολογισμός του κιβωτίου απλοποιείται σημαντικά, αφού αρκεί ο υπολογισμός ενός δισδιάστατου φορέα με την εφαρμογή της μεθόδου μετακινήσεων (7 βαθμοί ελευθερίας): /9

2 Παρακάτω περιγράφονται τα φορτία υπολογισμού:. ΙΔΙΟ ΒΑΡΟΣ ΦΟΡΕΑ 2. ΠΡΟΣΘΕΤΑ ΜΟΝΙΜΑ 3. ΟΜΟΙΟΜΟΡΦΟ ΚΙΝΗΤΟ ΚΑΤΑΣΤΡΩΜΑΤΟΣ 2.50kN/m 2 4. ΠΡΟΣΘΕΤΟ ΟΜΟΙΟΜΟΡΦΟ ΚΙΝΗΤΟ ΚΑΤΑΣΤΡΩΜΑΤΟΣ 6.50kN/m ΑΞΟΝΙΚΑ ΚΙΝΗΤΑ ΚΑΤΑΣΤΡΩΜΑΤΟΣ (TS-MODEL ) 0. ΩΘΗΣΕΙΣ ΚΙΝΗΤΩΝ ΣΤΟ ΑΡΙΣΤΕΡΟ ΕΠΙΧΩΜΑ. ΩΘΗΣΕΙΣ ΚΙΝΗΤΩΝ ΣΤΟ ΔΕΞΙΟ ΕΠΙΧΩΜΑ 2. ΩΘΗΣΕΙΣ ΗΡΕΜΙΑΣ 3. ΒΑΡΟΣ ΝΕΡΟΥ 4. ΤΡΟΧΟΠΕΔΗΣΗ +X 5. ΤΡΟΧΟΠΕΔΗΣΗ -X 6. ΑΥΞΗΣΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ 7. ΜΕΙΩΣΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ 8. ΘΕΤΙΚΗ ΔΙΑΦΟΡΑ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ 9. ΑΡΝΗΤΙΚΗ ΔΙΑΦΟΡΑ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ 20. ΣΕΙΣΜΙΚΗ ΕΠΑΥΞΗΣΗ ΩΘΗΣΕΩΝ +Χ 2. ΣΕΙΣΜΙΚΗ ΕΠΑΥΞΗΣΗ ΩΘΗΣΕΩΝ Χ 22. ΑΝΤΙΡΡΟΠΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗ ΕΠΑΥΞΗΣΗ ΩΘΗΣΕΩΝ +/-Χ 23. ΑΔΡΑΝΕΙΑ ΙΔΙΟΥ ΒΑΡΟΥΣ ΚΑΤΑ +Χ 24. ΑΔΡΑΝΕΙΑ ΠΡΟΣΘΕΤΩΝ ΜΟΝΙΜΩΝ ΚΑΤΑ +Χ 25. ΑΔΡΑΝΕΙΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΚΑΤΑ +Χ 26. ΑΔΡΑΝΕΙΑ ΙΔΙΟΥ ΒΑΡΟΥΣ ΚΑΤΑ -Χ 27. ΑΔΡΑΝΕΙΑ ΠΡΟΣΘΕΤΩΝ ΜΟΝΙΜΩΝ ΚΑΤΑ -Χ 28. ΑΔΡΑΝΕΙΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΚΑΤΑ -Χ 29. ΑΔΡΑΝΕΙΑ ΙΔΙΟΥ ΒΑΡΟΥΣ ΚΑΤΑ +Ζ 30. ΑΔΡΑΝΕΙΑ ΠΡΟΣΘΕΤΩΝ ΜΟΝΙΜΩΝ ΚΑΤΑ +Ζ 3. ΑΔΡΑΝΕΙΑ ΚΙΝΗΤΩΝ ΚΑΤΑ +Ζ Ίδιο βάρος Υπολογίζεται αυτόματα από το πρόγραμμα Πρόσθετα μόνιμα Επίχωση: υπολογίζεται γαι το αντίστοιχο ειδικό βάρος του εδάφους επίχωσης Οδοστρωσία: υπολογίζεται για ειδικό βάρος 24.0 KN/m 3 2/9

3 Κατακόρυφα φορτία κυκλοφορίας [ FB0 παρ ] Εφαρμόζονται τα φορτία που προβλέπει ο κανονισμός (LOAD MODEL ). Υπολογίζεται η αναλογική επιρροή της λωρίδας του βαρέος οχήματος στο,0 μέτρο πλάτους του φορέα του κιβωτίου Τροχοπέδηση [ FB0 παρ ] Θερμοκρασιακές δράσεις [ Οδηγίες για την εφαρμογή των κανονισμών DIN_FB στην Ελλάδα, παρ.5.(5) ] Ομάδες κινητών φορτίων [ FB0 παρ ] Τα κατακόρυφα φορτία κυκλοφορίας συνδυάζονται με τα οριζόντια φορτία (τροχοπέδηση, άνεμο κτλ) με βάση τους παρακάτω κανόνες: Load model Τροχοπέδηση Έλεγχος Ομάδα φορτίου Χαρακτ. τιμή Φορέας -.0*TS +.0*UDL καταστρώματος Ομάδα φορτίου 2 Συχνή τιμή (ψ ) Χαρακτ. τιμή 0.75*TS *UDL.0*Q lk Στύλοι βάθρων Ομάδα φορτίου *TS *UDL 0.5*Q lk Αντικατάσταση εφεδράνων Για τον σπάνιο συνδυασμό δράσεων και για κατανεμημένο Εγκάρσιων κατακόρυφο κινητό φορτίο όχι 2.50 KN/m 2 αλλά 5.00 KN/m 2 [ FB02 παρ (4)P ] τάσεων Σεισμικά φορτία Εφαρμόζεται η μεθοδολογία όπως αναλύεται στο [ Οδηγίες για τον αντισεισμική μελέτη γεφυρών σε συνδυασμό με DIN 02,03,04, παρ.2.4 ] Οι οριακές καταστάσεις λειτουργικότητας ελέγχονται για τους παρακάτω συνδυασμούς: - Χαρακτηριστικός (σπάνιος) συνδυασμός G + P +.0 Q + ψ Q j j kj k k i> - Μη συχνός συνδυασμός G + P + ψ ' Q + ψ Q kj k k - Συχνός συνδυασμός G + P + ψ Q + i> kj k k j i> kj k 2 k j i> 0 ψ Q - Οιονεί- μόνιμος συνδυασμός G + P + ψ Q + ψ Q 2 2 3/9

4 Οι οριακές καταστάσεις αστοχίας ελέγχονται για τους παρακάτω συνδυασμούς: - Μόνιμες και παροδικές καταστάσεις (όχι για κόπωση) γ G + γ P + γ Q + γ ψ Q Gj kj P k Q k j i> - Καταστάσεις με σεισμό G + P + γ Α + kj k Ed j i όπου: G kj P k Q Q A k d Ed ψ Q Χαρακτηριστική τιμή μόνιμης δράσης Χαρακτηριστική τιμή προέντασης 2 Χαρακτηριστική τιμή δεσπόζουσας μεταβλητής δράσης Χαρακτηριστική τιμή μη δεσπόζουσας μεταβλητής δράσης Τιμή σχεδιασμού τυχηματικής δράσης Α Τιμή σχεδιασμού σεισμικής δράσης γ Μερικός συντελεστής ασφαλείας της μόνιμης δράσης j Gj γ GAj όμοιος με γ Gj γ P Q 0, αλλά για διαστασιολόγηση τυχηματικών καταστάσεων Μερικός συντελεστής ασφαλείας για δράση λόγω προέντασης γ PA όμοιος με γ P, αλλά για διαστασιολόγηση τυχηματικών καταστάσεων γ Μερικός συντελεστής ασφαλείας για την μεταβλητή δράση i Qi γ ψ συντελεστής σπουδαιότητας (για σεισμό) συντελεστής συνδυασμού Οι μερικοί συντελεστές ασφαλείας δράσεων είναι: 4/9

5 Οι συντελεστές συνδυασμού μεταβλητών δράσεων είναι: - Εφελκυστικές τάσεις (έλεγχος σταδίου Ι ή ΙΙ) [ <f ctm ] Ο έλεγχος των εφελκυστικών τάσεων πραγματοποιείται για τον σπάνιο συνδυασμό: - Λοξές (κύριες) εφελκυστικές τάσεις (στις στηρίξεις) [ <f ctk0.05 ] Ο έλεγχος των κύριων εφελκυστικών τάσεων πραγματοποιείται για τον συχνό συνδυασμό: - Τάσεις χαλαρού οπλισμού [ <0.80*f y ] Ο έλεγχος των τάσεων του οπλισμού πραγματοποιείται για τον μη συχνό συνδυασμό: - Θλιπτικές τάσεις [ <0.60*f c ] Ο έλεγχος των θλιπτικών τάσεων πραγματοποιείται για τον μη συχνό συνδυασμό: - Έλεγχος ρηγμάτωσης (άμεσος υπολογισμός) Ο έλεγχος ρηγμάτωσης πραγματοποιείται για τον συχνό συνδυασμό (για κατηγορία λειτουργικών απαιτήσεων D) για εύρος ρωγμής 0.2mm. 5/9

6 Ο χρήστης αρκεί να προσθέσει τις τιμές στα κελία που επισημαίνονται με κόκκινο χρώμα και να σώσει (save) ώστε να πραγματοποιηθεί ο υπολογισμός. Στη συνέχεια ο χρήστης πρέπει να προτείνει, σε συγκεκριμένο φύλλο, οπλισμούς κάμψης και διάτμησης σε κάθε διατομή και αυτόματα πραγματοποιούνται οι έλεγχοι. 6/9

7 Οι έλεγχοι αστοχίας και λειτουργικότητας γίνονται για διατομές που ισορροπούν (το άθροισμα των εξωτερικών φορτίων ισούται με τη συνισταμένη των εσωτερικών ανελαστικών τάσεων). Ο χρήστης σε συγκεκριμένα κελιά (πάλι με κόκκινο χρώμα) αλλάζει συνεχώς την παραμόρφωση του σκυροδέματος (απο 0%ο έως 3,5%ο που θεωρητικά αστοχεί σε θλίψη) και την παραμόρωση του χάλυβα (απο 0%ο έως 0%ο που θεωρητικά διαρρέει). Όταν ο έλεγχος ισορροπίας ικανοποιηθεί τότε πραγματοποιούνται αυτόματα οι έλεγχοι αστοχίας και λειτουργικότητας, όπως φαίνεται παρακάτω: παραμόρφωση σκυροδέματος παραμόρφωση χάλυβα έλεγχος ισορροπίας 7/9

8 Τέλος παράγεται εποπτικό σχέδιο όπλισης Επίσης, πραγματοποείται ο υδραυλικός υπολογισμός του κιβωτίου (αν αυτός αποτελεί οχετό) δίνοντας τα παρακάτω δεδεμένα: 8/9

9 Πραγματοποιείται επίλυση ανομοιόμορφης ροής με την Standard Step Method (όπως προβλέπει ο ΟΣΜΕΟ) και υπολογίζονται οι ταχύτητες και τα βάθη ροής (προφίλ ροής) και συγκρίνονται με τα επιτρεπόμενα αντίστοιχα μεγέθη. Ο υπολογισμός γίνεται πάλι με τη συμμετοχή του χρήστη ο οποίος μεταβάλλοντας τις τιμές σε συγκεκριμένα κόκκινα κελιά επιτυγχάνει την ισορροπία του υπολογισμού: 9/9