ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΚΑΙ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ ΝΕΩΝ ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΩΝ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΙΩΣΗ ΤΟΥ ΣΥΜΒΑΤΙΚΟΥ ΧΡΟΝΟΥ ΚΑΙ ΤΟΥ ΚΟΣΤΟΥΣ ΑΝΕΓΕΡΣΕΩΣ ΤΩΝ ΦΕΡΟΝΤΩΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ ΤΩΝ ΚΤΙΡΙΑΚΩΝ ΕΡΓΩΝ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΔΙΟΙΚΗΣΗ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΚΑΙ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ ΝΕΩΝ ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΩΝ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΙΩΣΗ ΤΟΥ ΣΥΜΒΑΤΙΚΟΥ ΧΡΟΝΟΥ ΚΑΙ ΤΟΥ ΚΟΣΤΟΥΣ ΑΝΕΓΕΡΣΕΩΣ ΤΩΝ ΦΕΡΟΝΤΩΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ ΤΩΝ ΚΤΙΡΙΑΚΩΝ ΕΡΓΩΝ ΜΙΧΑΗΛ Ε. ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ Πολιτικός Μηχανικός Α.Π.Θ. ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ: ΙΩΑΝΝΗΣ ΤΕΓΟΣ, Καθηγητής Α.Π.Θ. ΧΡΗΣΤΟΣ ΙΓΝΑΤΑΚΗΣ, Καθηγητής Α.Π.Θ. ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΑΡΕΤΟΥΛΗΣ, Λέκτορας Α.Π.Θ. ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2013

2 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Ολοκληρώνοντας την παρούσα εργασία, η οποία πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια της εκπλήρωσης των υποχρεώσεων μου για την ολοκλήρωση των σπουδών μου στο Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών, δε θα μπορούσε να παραληφθεί το εδάφιο εκείνο στο οποίο αποδίδονται τα εύσημα στους ανθρώπους που επέτρεψαν, διευκόλυναν και ενίσχυσαν τις προσπάθειές μου για την πραγμάτωση της. Θα ήθελα λοιπόν, αρχικά, να εκφράσω τις ευχαριστίες μου από καρδιάς στον καθηγητή του τμήματος Πολιτικών Μηχανικών και επιβλέποντα της παρούσας διπλωματικής εργασίας κύριο Ιωάννη Τέγο για την άριστη συνεργασία που είχαμε για ακόμη μία φορά. Η καθοδήγησή του μέσω πολύτιμων συμβουλών και υποδείξεων, αλλά και η ενθάρρυνση και η συμπαράσταση του κατά τη πορεία συγγραφής της εργασίας έπαιξαν καταλυτικό ρόλο για την ολοκλήρωσή της. Στη συνέχεια θα ήθελα να εκφράσω τις ευχαριστίες μου στον υποψήφιο διδάκτορα Κωνσταντίνο Ψάρρα για τη πολύτιμη συμβολή του καθ όλη τη διάρκεια εκπόνησης τούτης της εργασίας. Τέλος, θα ήθελα να ευχαριστήσω τους καθηγητές του Προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών για την προσπάθεια που κατέβαλαν καθ όλη τη διάρκεια του, όπως επίσης και τους συμφοιτητές μου για τις υπέροχες στιγμές που περάσαμε κατά τη διάρκειά των σπουδών μας. Δε θα μπορούσα, βεβαίως, στο σημείο αυτό, να παραλείψω να εκφράσω την ευγνωμοσύνη μου στους γονείς μου για τη διαρκή και άοκνη υποστήριξή τους, που για ακόμη μία φορά επέτρεψε την επιτυχή διεκπεραίωση των σπουδών μου και συμβάλλει στην προσπάθεια πραγμάτωσης των στόχων μου. 2

3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Ευρετήριο εικόνων...5 Περίληψη Abstract...9 Πρόλογος ΔΟΜΙΚΑ ΥΛΙΚΑ ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ ΤΗΣ ΕΞΕΛΙΞΗΣ ΤΩΝ ΔΟΜΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΠΕΔΙΟ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΧΑΛΥΒΑ ΦΈΡΩΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΌΣ ΚΤΙΡΙΑΚΏΝ ΈΡΓΩΝ ΜΕΤΑΛΛΙΚΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΟΥ ΔΟΜΙΚΟΥ ΧΑΛΥΒΑ ΣΤΑ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΑ ΚΤΙΡΙΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΟΥ ΔΟΜΙΚΟΥ ΧΑΛΥΒΑ ΣΤΑ ΨΗΛΑ ΚΤΙΡΙΑ ΜΕΤΑΛΛΙΚΑ ΨΗΛΑ ΚΤΙΡΙΑ ΣΤΗ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ Η ΠΡΟΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΤΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ ΓΕΝΙΚΑ ΠΡΟΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΜΕΝΑ ΚΤΙΡΙΑ ΣΤΗ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΤΑΣΕΙΣ ΣΤΟΝ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟ ΨΗΛΩΝ ΚΤΙΡΙΑΚΩΝ ΕΡΓΩΝ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΤΟ ΥΨΗΛΟΤΕΡΟ ΚΤΙΡΙΟ ΣΤΟΝ ΚΟΣΜΟ - BURJ KHALIFA ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΚΤΙΡΙΑΚΩΝ ΕΡΓΩΝ ΣΤΗ ΓΕΡΜΑΝΙΑ Ο ΡΟΛΟΣ ΤΗΣ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΕΡΓΩΝ - PROJECT MANAGEMENT ΜΕΘΟΔΟΣ ΓΡΑΜΜΙΚΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ - LINE OF BALANCE ΕΠΙΤΑΧΥΝΣΗ ΤΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΗΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑΣ ΕΠΙΤΑΧΥΝΣΗ ΤΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΤΟΥ ΦΕΡΟΝΤΟΣ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ ΜΕΙΩΣΗ ΧΡΟΝΟΥ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΒΑΣΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΟΠΛΙΣΜΕΝΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ ΣΥΜΒΑΤΙΚΟΣ ΧΡΟΝΟΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΤΟΥ ΦΕΡΟΝΤΟΣ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ ΕΝΟΣ ΚΤΙΡΙΑΚΟΥ ΕΡΓΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΑΚΩΝ ΧΩΡΙΣ ΔΟΚΟΥΣ ΠΡΟΕΝΤΑΣΗ ΕΞΕΛΙΞΕΙΣ ΤΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΟΠΟΙΗΣΗ ΤΟΥ ΟΠΛΙΣΜΟΥ

4 5.7 ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΝΕΟΥ ΧΡΟΝΟΥ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΤΟΥ ΤΥΠΙΚΟΥ ΟΡΟΦΟΥ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΟΣΤΟΥΣ ΤΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΤΩΝ ΠΟΛΥΩΡΟΦΩΝ ΚΤΙΡΙΑΚΩΝ ΕΡΓΩΝ ΓΕΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΟΣΤΟΥΣ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ CASE STUDY ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΕΠΙΜΕΤΡΟ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

5 Ευρετήριο εικόνων ΕΙΚΟΝΑ 2.1: ΒΑΣΙΚΑ ΔΟΜΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΕΝΟΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ ΕΙΚΟΝΑ 2.2:ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΗ ΜΟΡΦΗ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ ΕΙΚΟΝΑ 2.3:ΣΧΕΣΗ ΑΝΤΟΧΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΓΙΑ ΤΟ ΔΟΜΙΚΟ ΧΑΛΥΒΑ ΕΙΚΟΝΑ 2.4:ΑΝΑΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΚΟΣΤΟΥΣ ΕΡΓΑΣΙΩΝ ΜΕΤΑΛΛΙΚΟΥ ΣΚΕΛΕΤΟΥ ΠΛΑΙΣΙΟΥ ΥΠΟΣΤΕΓΩΝ ΕΙΚΟΝΑ 2.5:ΑΝΑΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΚΟΣΤΟΥΣ ΤΩΝ ΔΟΜΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΟΥ ΥΠΟΣΤΕΓΟΥ ΕΙΚΟΝΑ 2.6:ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΔΙΑΤΟΜΕΣ ΣΥΜΜΙΚΤΩΝ ΔΟΜΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΕΙΚΟΝΑ 2.7:ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΕΣ ΔΙΑΤΟΜΕΣ ΣΥΜΜΙΚΤΩΝ ΔΟΚΩΝ ΕΙΚΟΝΑ 2.8:ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΗ ΔΙΑΤΟΜΗ ΣΥΜΜΙΚΤΗΣ ΠΛΑΚΑΣ ΕΙΚΟΝΑ 2.9:ΕΔΡΑΣΗ ΧΑΛΥΒΔΟΦΥΛΩΝ ΕΙΚΟΝΑ 2.10:ΣΥΜΜΙΚΤΗ ΠΛΑΚΑ ΕΤΟΙΜΗ ΠΡΟΣ ΣΙΔΕΡΩΜΑ ΕΙΚΟΝΑ 2.11:ΣΥΜΜΙΚΤΗ ΠΛΑΚΑ ΕΙΚΟΝΑ 2.12:ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΕΣ ΔΙΑΤΟΜΕΣ ΣΥΜΜΙΚΤΩΝ ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΩΝ ΕΙΚΟΝΑ 2.13:ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΟΙ ΣΥΝΔΕΣΜΟΙ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΟΝ ΕΥΡΩΚΩΔΙΚΑ ΕΙΚΟΝΑ 2.14:ΤΥΠΙΚΟΙ ΣΥΜΜΙΚΤΟΙ ΚΟΜΒΟΙ ΕΙΚΟΝΑ 2.15:ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΕΣ ΤΟΜΕΣ ΣΥΜΜΙΚΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ ΕΠΙ ΤΗΣ ΟΔΟΥ ΡΟΥΣΙΔΟΥ ΕΙΚΟΝΑ 2.16:ΚΑΤΟΨΗ ΤΥΠΙΚΟΥ ΟΡΟΦΟΥ ΣΥΜΜΙΚΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ ΕΠΙ ΤΗΣ ΟΔΟΥ ΡΟΥΣΙΔΟΥ ΕΙΚΟΝΑ 2.17:ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΣΥΜΜΙΚΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ ΕΠΙ ΤΗΣ ΟΔΟΥ ΡΟΥΣΙΔΟΥ ΕΙΚΟΝΑ 2.18: ΌΨΗ ΣΥΜΜΙΚΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ ΕΠΙ ΤΗΣ ΟΔΟΥ ΡΟΥΣΙΔΟΥ ΕΙΚΟΝΑ 2.19:ΌΨΗ ΤΟΥ ΚΕΝΤΡΙΚΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ ΤΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΕΙΚΟΝΑ 2.20:ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΕΣ ΤΩΝ ΔΟΜΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΤΟΥ ΦΕΡΟΝΤΟΣ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ ΤΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΕΙΚΟΝΑ 2.21:ΚΑΤΟΨΗ ΣΥΜΜΙΚΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ ΕΠΙ ΤΗΣ ΟΔΟΥ ΤΣΙΜΙΣΚΗ ΕΙΚΟΝΑ 2.22:ΌΨΗ ΣΥΜΜΙΚΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ ΕΠΙ ΤΗΣ ΟΔΟΥ ΤΣΙΜΙΣΚΗ ΕΙΚΟΝΑ 2.23:ΤΟΜΗ ΣΥΜΜΙΚΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ ΕΠΙ ΤΗΣ ΟΔΟΥ ΤΣΙΜΙΣΚΗ ΕΙΚΟΝΑ 2.24:ΌΨΕΙΣ ΣΥΜΜΙΚΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ ΕΠΙ ΤΗΣ ΟΔΟΥ ΤΣΙΜΙΣΚΗ ΕΙΚΟΝΑ 3.1:ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΠΡΟΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΣΤΑ ΔΙΑΦΟΡΑ ΤΕΧΝΙΚΑ ΕΡΓΑ ΕΙΚΟΝΑ 3.2:ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΣΥΝΟΛΙΚΟΥ ΚΟΣΤΟΥΣ ΠΡΟΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΜΕΝΩΝ ΕΡΓΩΝ ΕΙΚΟΝΑ 3.3:ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΤΟΥ ΚΟΣΤΟΥΣ ΤΩΝ ΠΡΟΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΜΕΝΩΝ ΕΡΓΩΝ ΕΙΚΟΝΑ 3.4:ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΘΕΜΕΛΙΩΣΗΣ ΑΠΟΘΗΚΩΝ LOGISTICS ΤΟΥ ΟΜΙΛΟΥ ΜΑΣΟΥΤΗΣ ΕΙΚΟΝΑ 3.5:ΑΝΕΓΕΡΣΗ ΦΕΡΟΝΤΟΣ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ ΕΙΚΟΝΑ 3.6:ΤΟΠΟΘΈΤΗΣΗ ΖΕΥΚΤΏΝ ΕΙΚΟΝΑ 3.7:ΤΟΠΟΘΕΤΗΣΗ ΤΕΓΙΔΩΝ ΕΙΚΟΝΑ 3.8:ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΑΠΟΘΗΚΩΝ LOGISTICS ΕΙΚΟΝΑ 3.9:ΤΕΛΙΚΗ ΜΟΡΦΗ ΤΩΝ ΑΠΟΘΗΚΩΝ LOGISTICS ΕΙΚΟΝΑ 3.10:ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΠΡΟΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΜΕΝΗΣ ΚΥΨΕΛΗΣ ΕΙΚΟΝΑ 3.11:ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΘΕΜΕΛΙΩΣΗΣ ΣΧΟΛΕΙΟΥ ΕΥΚΑΡΠΙΑΣ ΕΙΚΟΝΑ 3.12:ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΠΡΟΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΜΕΝΗΣ ΚΥΨΕΛΗΣ ΕΙΚΟΝΑ 3.13:ΤΟΠΟΘΕΤΗΣΗ ΠΡΟΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΜΕΝΗΣ ΚΥΨΕΛΗΣ ΣΤΗΝ ΤΕΛΙΚΗ ΘΕΣΗ ΕΙΚΟΝΑ 3.14:ΣΥΝΔΕΣΗ ΤΩΝ ΕΠΙΜΕΡΟΥΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΕΙΚΟΝΑ 3.15:ΤΕΛΙΚΗ ΜΟΡΦΗ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ ΕΙΚΟΝΑ 4.1:ΟΙ ΨΗΛΟΤΕΡΕΣ ΚΤΙΡΙΑΚΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ ΣΤΟΝ ΚΟΣΜΟ ΕΙΚΟΝΑ 4.2:ΔΟΜΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΨΗΛΩΝ ΚΤΙΡΙΩΝ ΑΠΟ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑ ΕΙΚΟΝΑ 4.3:ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ ΔΟΜΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΤΩΝ ΨΗΛΩΝ ΚΤΙΡΙΩΝ ΕΙΚΟΝΑ 4.4:ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΡΑΛΑΒΗΣ ΟΡΙΖΟΝΤΙΩΝ ΦΟΡΤΙΣΕΩΝ ΣΕ ΨΗΛΑ ΚΤΙΡΙΑ ΕΙΚΟΝΑ 4.5:ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΜΟΡΦΗΣ ΚΑΙ ΤΟΥ ΜΕΓΕΘΟΥΣ ΤΗΣ ΠΛΑΚΑΣ ΣΤΟ ΚΟΣΤΟΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΤΩΝ ΨΗΛΩΝ ΚΤΙΡΙΩΝ ΕΙΚΟΝΑ 4.6:ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΑΥΞΗΣΗΣ ΤΟΥ ΑΡΙΘΜΟΥ ΤΩΝ ΟΡΟΦΩΝ ΣΤΟ ΚΟΣΤΟΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΕΙΚΟΝΑ 4.7:BURJ KHALIFA - ΣΗΜΕΡΙΝΗ ΜΟΡΦΗ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ ΕΙΚΟΝΑ 4.8:ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΤΗΣ ΔΙΑΤΟΜΗΣ ΚΑΘ ΥΨΟΣ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ ΕΙΚΟΝΑ 4.9:ΚΑΤΟΨΗ ΤΥΠΙΚΟΥ ΟΡΟΦΟΥ ΣΤΟ BURJ KHALIFA ΕΙΚΟΝΑ 4.10:ΟΡΙΖΟΝΤΙΕΣ ΦΟΡΤΙΣΕΙΣ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ ΚΑΙ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΡΑΛΑΒΗΣ ΤΟΥΣ ΕΙΚΟΝΑ 4.11:ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ ΣΤΡΟΒΙΛΙΣΜΟΥ ΜΕ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΕΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ ΣΥΝΤΟΝΙΣΜΟΥ ΣΕ ΟΛΟ ΤΟ ΥΨΟΣ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ ΕΙΚΟΝΑ 4.12:ΚΑΤΟΨΗ ΚΤΙΡΙΟΥ EVT

6 ΕΙΚΟΝΑ 4.13: ΠΛΑΚΕΣ ΧΩΡΙΣ ΔΟΚΟΥΣ ΣΤΟ ΚΤΙΡΙΟ EVT ΕΙΚΟΝΑ 4.14:ΟΠΛΙΣΜΟΣ ΔΙΑΤΡΗΣΗΣ DEHA ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΟΥ ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΟΣ ΕΙΚΟΝΑ 4.15:ΤΡΙΣΔΙΑΣΤΑΤΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΤΩΝ ΚΤΙΡΙΩΝ ΤΗΣ ΠΙΣΤΩΤΙΚΗΣ ΤΡΑΠΕΖΑΣ ΣΤΗ ΣΤΟΥΤΓΑΡΔΗ ΕΙΚΟΝΑ 4.16:ΞΕΝΟΔΟΧΕΙΑΚΟ ΣΥΓΚΡΟΤΗΜΑ SI ΚΑΙ ΘΕΑΤΡΟ MUSICAL-THEATER ΕΙΚΟΝΑ 4.17:ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΞΕΝΟΔΟΧΕΙΟΥ STUTTGART INTERNATIONAL ΕΙΚΟΝΑ 4.18:ΑΡΧΕΣ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΕΡΓΩΝ-PROJECT MANAGEMENT ΕΙΚΟΝΑ 4.19:ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ ΓΡΑΜΜΙΚΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ ΕΙΚΟΝΑ 5.1:ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ GANTT ΤΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΤΥΠΙΚΟΥ ΟΡΟΦΟΥ ΜΙΑΣ ΣΥΜΒΑΤΙΚΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΕΙΚΟΝΑ 5.2:ΕΙΔΗ ΠΛΑΚΩΝ ΧΩΡΙΣ ΔΟΚΟΥΣ ΕΙΚΟΝΑ 5.3:ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΟΥ ΣΥΜΒΑΤΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΜΕ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΧΩΡΙΣ ΔΟΚΟΥΣ ΕΙΚΟΝΑ 5.4:ΑΣΤΟΧΙΑ ΑΠΟ ΔΙΑΤΡΗΣΗ ΕΙΚΟΝΑ 5.5:ΔΙΑΦΟΡΑ ΣΤΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΔΟΚΟΥ ΚΑΙ ΠΛΑΚΑΣ ΜΕΤΑ ΑΠΟ ΤΗ ΡΗΓΜΑΤΩΣΗ ΕΙΚΟΝΑ 5.6:ΜΟΝΤΕΛΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ ΓΙΑ ΤΟΝ ΕΛΕΓΧΟ ΤΗΣ ΟΡΙΑΚΗΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΑΣΤΟΧΙΑΣ ΑΠΟ ΔΙΑΤΡΗΣΗ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΟΝ ΕΥΡΩΚΩΔΙΚΑ ΕΙΚΟΝΑ 5.7:ΟΠΛΙΣΜΟΣ ΔΙΑΤΡΗΣΗΣ ΕΙΚΟΝΑ 5.8: ΟΠΛΙΣΜΟΣ ΔΙΑΤΡΗΣΗΣ- ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΧΩΡΟΔΙΚΤΥΩΜΑΤΟΣ ΕΙΚΟΝΑ 5.9:ΠΙΘΑΝΑ ΣΗΜΕΙΑ ΑΣΤΟΧΙΑΣ ΣΕ ΔΙΑΤΡΗΣΗ ΕΙΚΟΝΑ 5.10:ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΞΥΛΟΤΥΠΟΥ ΠΛΑΚΑΣ ΧΩΡΙΣ ΔΟΚΟΥΣ ΕΙΚΟΝΑ 5.11:ΟΠΛΙΣΜΟΙ ΠΛΑΚΑΣ ΧΩΡΙΣ ΔΟΚΟΥΣ ΕΙΚΟΝΑ 5.12:ΤΕΛΙΚΗ ΜΟΡΦΗ ΠΛΑΚΑΣ ΧΩΡΙΣ ΔΟΚΟΥΣ ΕΙΚΟΝΑ 5.13:ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΡΟΗΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ ΤΟΥ ΦΕΡΟΝΤΟΣ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ ΕΙΚΟΝΑ 5.14:ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΟΣ ΣΤΑΥΡΟΕΙΔΗΣ ΟΠΛΙΣΜΟΣ ΔΙΑΤΡΗΣΗΣ ΣΕ ΣΥΜΜΙΚΤΗ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΜΥΚΗΤΟΕΙΔΟΥΣ ΠΛΑΚΑΣ ΕΙΚΟΝΑ 5.15:ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΣΤΑΥΡΟΕΙΔΟΥΣ ΟΠΛΙΣΜΟΥ ΔΙΑΤΡΗΣΗΣ ΕΙΚΟΝΑ 5.16:ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΑΥΡΟΕΙΔΟΥΣ ΟΠΛΙΣΜΟΥ ΔΙΑΤΡΗΣΗΣ ΣΕ ΚΤΙΡΙΟ ΕΙΚΟΝΑ 5.17:ΣΧΕΣΗ ΜΕΤΑΞΥ ΤΟΥ ΠΑΧΟΥΣ ΤΗΣ ΜΥΚΗΤΟΕΙΔΟΥΣ ΠΛΑΚΑΣ ΚΑΙ ΤΟΥ ΕΠΙΒΑΛΛΟΜΕΝΟΥ ΦΟΡΤΙΟΥ ΕΙΚΟΝΑ 5.18:ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ ΟΠΛΙΣΜΕΝΟΥ ΚΑΙ ΠΡΟΕΝΤΕΤΑΜΕΝΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ ΕΙΚΟΝΑ 5.19:ΤΕΝΟΝΤΕΣ ΠΡΟΕΝΤΑΣΗΣ ΕΙΚΟΝΑ 5.20:ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΠΡΟΕΝΤΑΣΗΣ ΣΕ ΚΤΙΡΙΑ ΕΙΚΟΝΑ 5.21:ΟΠΛΙΣΜΟΣ ΠΛΑΚΑΣ ΜΑΖΙ ΜΕ ΤΟΥΣ ΤΕΝΟΝΤΕΣ ΠΡΟΕΝΤΑΣΗΣ ΕΙΚΟΝΑ 5.22:ΤΥΠΙΚΑ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΑ ΑΝΟΙΓΜΑΤΑ ΣΕ ΔΙΑΦΟΡΑ ΕΙΔΗ ΜΥΚΗΤΟΕΙΔΩΝ ΠΛΑΚΩΝ [34] ΕΙΚΟΝΑ 5.23:ΤΥΠΙΚΑ ΠΑΧΗ ΠΛΑΚΩΝ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΟ ΑΝΟΙΓΜΑ ΚΑΙ ΟΙ ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΕΣ ΠΟΣΟΤΗΤΕΣ ΥΛΙΚΩΝ ΕΙΚΟΝΑ 5.24:ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ ΛΟΓΟΥ ΑΝΟΙΓΜΑΤΟΣ/ΠΑΧΟΣ ΠΛΑΚΑΣ ΣΕ ΣΧΕΣΗ ΜΕ ΤΟ ΛΟΓΟ ΤΩΝ ΕΠΙΒΑΛΛΟΜΕΝΩΝ ΦΟΡΤΙΩΝ ΣΕ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΠΛΑΚΑΣ ΧΩΡΙΣ ΚΑΙ ΜΕ ΜΥΚΗΤΕΣ ΕΙΚΟΝΑ 5.25:ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΕΣ ΑΝΤΟΧΕΣ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ ΕΙΚΟΝΑ 5.26:ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΟΥ ΤΡΟΠΟΥ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΤΟΥ ΕΓΚΑΡΣΙΟΥ ΟΠΛΙΣΜΟΥ ΕΙΚΟΝΑ 5.27:ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΕΤΟΙΜΩΝ ΚΛΩΒΩΝ ΕΙΚΟΝΑ 5.28:ΤΟΠΟΘΕΤΗΣΗ ΚΛΩΒΟΥ ΟΠΛΙΣΜΟΥ ΕΙΚΟΝΑ 5.29:ΠΛΕΓΜΑ ΟΠΛΙΣΜΟΥ ΕΙΚΟΝΑ 5.30:ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΠΛΑΚΑΣ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΠΛΕΓΜΑΤΟΣ ΟΠΛΙΣΜΟΥ ΕΙΚΟΝΑ 5.31:ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΗ ΔΙΑΤΟΜΗ ΚΥΚΛΙΚΟΥ ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΟΣ ΕΙΚΟΝΑ 5.32:ΧΑΡΤΟΤΥΠΟΣ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ ΕΙΚΟΝΑ 5.33:ΚΑΤΟΨΗ ΚΤΙΡΙΟΥ ΜΕ ΕΣΩΤΕΡΙΚΕΣ ΔΟΚΟΥΣ (ΣΥΜΒΑΤΙΚΗ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ) ΕΙΚΟΝΑ 5.34:ΚΑΤΟΨΗ ΚΤΙΡΙΟΥ ΜΕ ΠΕΡΙΜΕΤΡΙΚΕΣ ΔΟΚΟΥΣ ΕΙΚΟΝΑ 5.35:ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΤΗΣ ΔΙΑΤΡΗΤΙΚΗΣ ΤΕΜΝΟΥΣΑΣ ΤΩΝ ΕΣΩΤΕΡΙΚΩΝ ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΩΝ ΚΑΘ ΥΨΟΣ ΣΕ ΚΤΙΡΙΟ ΜΕ ΠΕΡΙΜΕΤΡΙΚΕΣ ΔΟΚΟΥΣ ΕΙΚΟΝΑ 5.36:ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΣΧΕΔΙΑ ΤΟΠΟΘΕΤΗΣΗΣ ΔΙΑΤΡΗΤΙΚΟΥ ΟΠΛΙΣΜΟΥ ΕΙΚΟΝΑ 5.37:ΚΑΤΟΨΗ ΚΤΙΡΙΟΥ ΜΕΣΑΙΩΝ ΑΝΟΙΓΜΑΤΩΝ - ΜΥΚΗΤΕΣ ΕΙΚΟΝΑ 5.38: ΚΑΤΟΨΗ ΚΤΙΡΙΟΥ ΜΕΣΑΙΩΝ ΑΝΟΙΓΜΑΤΩΝ - ΤΕΝΟΝΤΕΣ ΠΡΟΕΝΤΑΣΗΣ ΕΙΚΟΝΑ 5.39:ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΕΣ ΤΟΜΕΣ ΑΝΤΕΣΤΡΑΜΜΕΝΩΝ ΜΥΚΗΤΩΝ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΟΥ ΟΠΛΙΣΜΕΝΟΥ ΚΑΙ ΠΡΟΕΝΤΕΤΑΜΕΝΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ ΕΙΚΟΝΑ 5.40: ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΗ ΠΟΣΟΤΗΤΑ ΧΑΛΥΒΑ ΣΤΙΣ ΠΛΑΚΕΣ ΤΩΝ ΟΡΟΦΩΝ ΣΤΙΣ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΟΥ ΑΜΙΓΩΣ ΟΠΛΙΣΜΕΝΟΥ ΚΑΙ ΠΡΟΕΝΤΕΤΑΜΕΝΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ ΕΙΚΟΝΑ 5.41:ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ ΟΠΛΙΣΜΩΝ ΦΕΡΟΝΤΟΣ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ ΣΤΙΣ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΟΥ ΑΜΙΓΩΣ ΟΠΛΙΣΜΕΝΟΥ ΚΑΙ ΠΡΟΕΝΤΕΤΑΜΕΝΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ ΕΙΚΟΝΑ 5.42:ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΟΠΛΙΣΜΩΝ ΤΟΥ ΦΕΡΟΝΤΟΣ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ ΣΤΙΣ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΟΥ ΑΜΙΓΩΣ ΟΠΛΙΣΜΕΝΟΥ ΚΑΙ ΠΡΟΕΝΤΕΤΑΜΕΝΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ

7 ΕΙΚΟΝΑ 5.43:ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΔΙΑΡΚΕΙΑΣ ΤΩΝ ΔΙΑΦΟΡΩΝ ΦΑΣΕΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΤΟΥ ΦΕΡΟΝΤΟΣ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ ΕΙΚΟΝΑ 5.44:ΜΕΘΟΔΟΣ ΚΑΤΑ ΚΟΜΒΟΥΣ ΓΙΑ ΤΟΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟ ΤΩΝ ΕΡΓΑΣΙΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΤΟΥ ΦΕΡΟΝΤΟΣ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ ΕΙΚΟΝΑ 5.45:ΚΑΤΟΨΗ ΚΤΙΡΙΟΥ ΜΕΓΑΛΩΝ ΑΝΟΙΓΜΑΤΩΝ ΤΕΝΟΝΤΕΣ ΠΡΟΕΝΤΑΣΗΣ ΕΙΚΟΝΑ 5.46:ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΤΗΣ ΔΙΑΤΡΗΤΙΚΗΣ ΤΕΜΝΟΥΣΑΣ ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΟΣ ΚΑΘ ΥΨΟΣ ΕΝΟΣ ΠΡΟΕΝΤΕΤΑΜΕΝΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ ΕΙΚΟΝΑ 5.47:ΧΡΟΝΟΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΤΩΝ ΔΙΑΦΟΡΩΝ ΦΑΣΕΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΤΟΥ ΦΕΡΟΝΤΟΣ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ ΕΝΟΣ ΤΥΠΙΚΟΥ ΟΡΟΦΟΥ ΕΙΚΟΝΑ 5.48:ΜΕΤΑΒΛΗΤΕΣ ΓΙΑ ΤΟ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΠΛΑΚΩΝ ΧΩΡΙΣ ΔΟΚΟΥΣ ΕΙΚΟΝΑ 5.49:ΚΑΤΟΨΗ ΚΤΙΡΙΟΥ ΧΩΡΙΣ ΔΟΚΟΥΣ ΣΕ ΜΗ ΣΕΙΣΜΟΓΕΝΗ ΠΕΡΙΟΧΗ ΕΙΚΟΝΑ 5.50:ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΚΟΣΤΟΥΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΚΤΙΡΙΩΝ ΜΕ ΚΑΙ ΧΩΡΙΣ ΔΟΚΟΥΣ ΕΙΚΟΝΑ 5.51:ΚΑΤΟΨΕΙΣ ΚΤΙΡΙΩΝ ΧΩΡΙΣ ΔΟΚΟΥΣ ΜΕ ΚΑΙ ΧΩΡΙΣ ΜΥΚΗΤΕΣ ΕΙΚΟΝΑ 5.52:ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΚΟΣΤΟΥΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΚΤΙΡΙΩΝ ΜΕ ΚΑΙ ΧΩΡΙΣ ΜΥΚΗΤΕΣ ΕΙΚΟΝΑ 5.53:ΠΟΙΟΤΙΚΗ ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΤΩΝ ΕΠΙΜΕΡΟΥΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΤΟΥ ΚΟΣΤΟΥΣ ΣΕ ΜΙΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ ΕΙΚΟΝΑ 5.54: ΠΟΣΟΤΙΚΗ ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΤΩΝ ΕΠΙΜΕΡΟΥΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΤΟΥ ΚΟΣΤΟΥΣ ΣΕ ΜΙΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ ΕΙΚΌΝΑ 5.55:ΜΕΤΑΛΛΌΤΥΠΟΙ ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΆΤΩΝ ΕΙΚΟΝΑ 5.56:ΜΕΤΑΛΛΟΤΥΠΟΙ ΤΟΙΧΕΙΩΝ ΕΙΚΟΝΑ 5.57:ΜΕΤΑΛΛΟΤΥΠΟΙ ΠΛΑΚΩΝ ΕΙΚΟΝΑ 5.58:ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ GANTT ΤΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΤΥΠΙΚΟΥ ΟΡΟΦΟΥ ΜΙΑΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΧΩΡΙΣ ΔΟΚΟΥΣ ΕΙΚΟΝΑ 6.1:ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΚΟΣΤΟΥΣ ΤΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΗΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑΣ ΕΙΚΟΝΑ 6.2:ΠΟΙΟΤΙΚΗ ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΤΟΥ ΚΟΣΤΟΥΣ ΤΩΝ ΕΠΙΜΕΡΟΥΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΕΝΟΣ ΤΕΧΝΙΚΟΥ ΕΡΓΟΥ ΕΙΚΟΝΑ 6.3:ΑΚΡΙΒΕΙΑ ΤΩΝ ΜΕΘΟΔΩΝ ΕΚΤΙΜΗΣΗΣ ΤΟΥ ΚΟΣΤΟΥΣ ΣΕ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΜΕ ΤΟΝ ΧΡΟΝΟ ΠΟΥ ΑΠΑΙΤΕΙΤΑΙ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΟΥΣ ΕΙΚΟΝΑ 6.4:ΕΠΙΡΡΟΗ ΤΟΥ ΥΨΟΥΣ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ ΣΤΟ ΚΟΣΤΟΣ ΤΩΝ ΕΠΙΜΕΡΟΥΣ ΔΟΜΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΚΑΙ ΣΤΟ ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΤΟΥ ΦΕΡΟΝΤΟΣ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ ΕΙΚΟΝΑ 6.5 :ΠΟΣΟΤΙΚΗ ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΤΟΥ ΣΥΝΟΛΙΚΟΥ ΚΟΣΤΟΥΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΕΝΟΣ ΚΤΙΡΙΟΥ ΕΙΚΟΝΑ 6.6 :ΣΧΕΣΕΙΣ ΧΡΟΝΟΥ ΓΕΝΙΚΩΝ ΔΑΠΑΝΩΝ ΕΡΓΟΤΑΞΙΟΥ ΕΙΚΟΝΑ 6.7 :ΔΙΑΡΘΡΩΣΗ (ΒΗΜΑΤΑ) ΤΗΣ ΚΟΣΤΟΛΟΓΗΣΗΣ ΕΝΟΣ ΕΡΓΟΥ ΕΙΚΟΝΑ 6.8:ΚΑΤΟΨΗ ΚΤΙΡΙΟΥ ΜΕ ΔΟΚΟΥΣ (ΣΥΜΒΑΤΙΚΗ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ) ΕΙΚΟΝΑ 6.9:ΚΑΤΟΨΗ ΚΤΙΡΙΟΥ ΧΩΡΙΣ ΔΟΚΟΥΣ ΕΙΚΟΝΑ 6.10 :ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΗ ΠΟΣΟΤΗΤΑ ΧΑΛΥΒΑ ΣΤΙΣ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ ΚΤΙΡΙΩΝ ΜΕ ΚΑΙ ΧΩΡΙΣ ΔΟΚΟΥΣ ΕΙΚΟΝΑ 6.11 :ΕΡΓΑΤΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ ΑΝΑ ΤΥΠΙΚΟ ΟΡΟΦΟ ΣΤΙΣ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ ΚΤΙΡΙΩΝ ΜΕ ΚΑΙ ΧΩΡΙΣ ΔΟΚΟΥΣ

8 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στόχος της παρούσας εργασίας είναι η μείωση του χρόνου κατασκευής του φέροντος οργανισμού των ψηλών κτιριακών έργων από σκυρόδεμα με απώτερο στόχο τη μείωση του χρόνου κατασκευής του συνολικού έργου. Η μείωση στο χρόνο κατασκευής πραγματοποιείται κυρίως μέσω της αφαίρεσης των δοκών από το φέροντα οργανισμό των πολυωρόφων χωρικών συστημάτων (μυκητοειδής πλάκα) και της αξιοποίησης σύγχρονων δυνατοτήτων της επιστήμης των δομικών υλικών (χρήση των σκυροδεμάτων ταχείας εκδήλωσης της αντοχής). Ο απαιτούμενος χρόνος για την κατασκευή ενός ορόφου ανέρχεται στις 4 ημέρες, χωρίς τη μείωση της αντισεισμικής ασφάλειας του έργου ενώ παράλληλα επιτυγχάνεται βελτίωση των υπολοίπων παραμέτρων σχεδιασμού του έργου της οικονομίας, της λειτουργικότητας και αισθητικής. Συνεπώς, το οπλισμένο σκυρόδεμα είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθεί σε περιπτώσεις κτιριακών έργων όπου απαιτείται υψηλή ταχύτητα κατασκευής, καθώς ο χάλυβας δεν αποτελεί πλέον τη μοναδική εναλλακτική που συνδέεται με την ταχύτητα κατασκευής. Ο κύριος του έργου αλλά και ο ανάδοχος είναι δυνατόν με βάση τις προαναφερθείσες δυνατότητες να ωφεληθούν σημαντικά. Η ελάττωση του χρόνου κατασκευής συνδέεται άμεσα με τη μείωση του κόστους της κατασκευαστικής διαδικασίας ενώ η νωρίτερη ολοκλήρωση του έργου προσφέρει ιδιαιτέρως ελκυστικά πλεονεκτήματα. Λέξεις κλειδιά: μείωση χρόνου κατασκευής, φέρων οργανισμός ψηλών κτιριακών έργων από σκυρόδεμα, πλάκες χωρίς δοκούς, ταχύτητα κατασκευής 8

9 ABSTRACT The purpose of the present dissertation is the reduction of the construction time in the structural system of a tall concrete building with the higher goal of reducing the time required for the construction of the whole project. This reduction can be achieved mainly by removing the beams of a multi-storey building (flat slab) and by using modern science achievements in the field of materials (concretes with high manifestation of their strength). The time required for the construction of one floor is about 4 days. In this way it is easy to improve the economy, the functionality and the aesthetics of the final project without losing any earthquake protection. Thus, reinforcement concrete can be used in buildings projects where the speed of the construction process is of a high priority. Steel is no more the only alternative solution in such cases. The owner and the contractor of the project can both be benefited by using these techniques for many reasons. The reduction of the construction time can affect the cost of the project by reducing it, while the earlier completion of the whole project offers serious advantages. Keywords: reduction of the construction time, tall concrete buildings, flat slab, time management 9

10 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Τα κτιριακά έργα αποτελούν τον πρώτο κλάδο από την άποψη της επενδυτικής δραστηριότητας. Συνεπώς αποτελεί ιδιαιτέρως ενδιαφέρον αντικείμενο η μελέτη των οικονομικών στοιχείων αυτών των έργων με στόχο την επίτευξη οικονομικότερων επενδύσεων. Το τελευταίο κρίνεται αναγκαίο στη σημερινή πραγματικότητα,όπου ο γενικότερος κλάδος των κατασκευών έχει πληγεί εξαιτίας της οικονομικής ύφεσης που διέρχεται η Ελλάδα. Η αποδοτικότητα μιας χρηματικής επένδυσης σε ένα έργο σχετίζεται άμεσα με το χρόνο που απαιτείται για την ολοκλήρωση της κατασκευής του. Με δεδομένο πως ο χρόνος αποτελεί «χρήμα» με βάση την προηγούμενη άποψη, η προσπάθεια εξοικονόμησης χρόνου κατά την κατασκευαστική διαδικασία αποτελεί κρίσιμο παράγοντα για τη συνολική επιτυχία ενός έργου. Μέσω των δυνατοτήτων της επιστήμης, είναι δυνατόν να μειωθεί σημαντικά ο χρόνος κατασκευής ενός κτιριακού έργου και ταυτόχρονα να επιτευχτεί σημαντική εξοικονόμηση χρημάτων. Ωστόσο, παράγοντες όπως η επιφυλακτικότητα έναντι των σεισμικών δυνάμεων, η εξοικείωση με συγκεκριμένες μεθόδους κατασκευής και η άρνηση απομάκρυνσης από την πεπατημένη, η αδικαιολόγητη απόρριψη νέων κατασκευαστικών τεχνικών δεν ευνοούν την ανάπτυξη γόνιμης συζήτησης σχετικά με την αξιοποίηση αυτών των σύγχρονων δυνατοτήτων της κατασκευαστικής βιομηχανίας και την υιοθέτηση ή προσαρμογή τους (έστω σε κάποιο βαθμό) στα ελληνικά δεδομένα. Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε η δυνατότητα ελαχιστοποίησης του συνολικού χρόνου κατασκευής του φέροντος οργανισμού κτιριακών έργων, με δεδομένη την υψηλή σεισμικότητα του Ελλαδικού χώρου και τους περιορισμούς που αυτή επιβάλει στην διαμόρφωση των φερόντων συστημάτων. Ειδικότερα, το πρώτο κεφάλαιο αναφέρεται στην εξέλιξη των δύο κυρίως χρησιμοποιούμενων υλικών στην κατασκευή των φερόντων οργανισμών των κτιριακών έργων: του οπλισμένου σκυροδέματος και του δομικού χάλυβα, καθώς επίσης και στο πεδίο εφαρμογών καθενός από αυτά. Στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφονται τα βασικά χαρακτηριστικά των κτιριακών κατασκευών από χάλυβα, με ιδιαίτερη έμφαση στις σύμμικτες κατασκευές χάλυβα και οπλισμένου σκυροδέματος. Περιγράφονται,επίσης, περιπτώσεις σύμμικτων κατασκευών στην πόλη της Θεσσαλονίκης. Στο τρίτο κεφάλαιο, γίνεται περιγραφή των βασικών χαρακτηριστικών της προκατασκευής του σκυροδέματος και των δυνατοτήτων εφαρμογής της. 10

11 Περιγράφονται,επίσης, περιπτώσεις προκατασκευασμένων έργων στην περιοχή της Θεσσαλονίκης. Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται εκτενής αναφορά στις σύγχρονες τάσεις των ψηλών κτιριακών έργων καθώς επίσης και στους παράγοντες εκείνους που προωθούν την ανάπτυξη της κατασκευαστικής βιομηχανίας και την αποδοτικότητα της. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στην ελάττωση του χρόνου κατασκευής καθώς αποτελεί απαίτηση της σημερινής αγοράς και καθοριστικό παράγοντα για την επιτυχή ολοκλήρωση ενός έργου. Το πέμπτο κεφάλαιο περιλαμβάνει αναλυτικά όλα εκείνα τα βήματα που συντελούν στη μείωση του χρόνου κατασκευής του φέροντος οργανισμού. Στη συνέχεια, γίνεται μία σύγκριση των αποτελεσμάτων της έρευνας που προέκυψε από τη βιβλιογραφία με τα αποτελέσματα της έρευνας που προέκυψαν από τις κατασκευαστικές εταιρείες της Θεσσαλονίκης. Το έκτο κεφάλαιο αναφέρεται σε στοιχεία κόστους που συλλέχθηκαν από την βιβλιογραφία αλλά και από κατασκευαστικές εταιρείες της Θεσσαλονίκης. Τέλος, παρατίθεται μία περίπτωσης μελέτης ενός πολυώροφου κτιρίου στο οποίο γίνεται μία εκτίμηση του κόστους κατασκευής του. Οι εικόνες της εργασίας στις οποίες δεν αναφέρεται η πηγή τους, προέρχονται από το προσωπικό αρχείο του συγγραφέα. 11

12 1 ΔΟΜΙΚΑ ΥΛΙΚΑ 1.1 Ιστορική αναδρομή της εξέλιξης των δομικών υλικών Ο 19 ος αιώνας έχει χαρακτηριστεί ως η εποχή κυρίως του σιδήρου και δευτερευόντως του ξύλου. Ο σίδηρος ή χάλυβας έδωσε νέα ώθηση τις κατασκευές εξαιτίας των χαρακτηριστικών του καθώς συνδυάζει μεγάλη αντοχή με μικρό ίδιο βάρος. Τα χαρακτηριστικά του υλικού αυτού, σε συνδυασμό με την πρόοδο της στατικής επιστήμης οδήγησαν στην ανάπτυξη των τεχνικών έργων ειδικά της γεφυροποιίας, επιτρέποντας την κατασκευή γεφυρών με μεγάλα, για τα δεδομένα της εποχής, ανοίγματα με χρήση φυσικά μεταλλικών δικτυωμάτων. Η σύγχρονη ιστορία του σκυροδέματος αρχίζει στα τέλη του 19 ου αιώνα, εξελίσσεται στο πρώτο ήμισυ του 20 ου αιώνα και συνεχίζεται κορυφώνεται την τελευταία 50ετία. Ο 20 ος αιώνας μπορεί αναμφίβολα να χαρακτηριστεί ως ο αιώνας του σκυροδέματος, καθώς το υλικό αυτό εκτόπισε σταδιακά το σίδηρο του οποίου η χρήση περιορίστηκε στα οικοδομικά κυρίως έργα ως διαδοκίδοση ενώ οι πλάκες των κτιρίων άρχισαν να κατασκευάζονται από σκυρόδεμα. Στη συνέχεια με την περαιτέρω πρόοδο της επιστήμης αλλά και με βάση την αποκτημένη εμπειρία αναπτύχθηκε η ιδέα του ενιαίου φέροντος οργανισμού και μαζί του η επιστήμη του οπλισμένου σκυροδέματος,εκτοπίζοντας σχεδόν ολοκληρωτικά το χάλυβα. Η διαρκής πάλη ανάμεσα στα δύο αυτά υλικά πηγάζει από τις ιδιαιτερότητες καθενός από αυτά και συνδέεται άμεσα με τις ειδικές απαιτήσεις του εκάστοτε έργου. Σε γενικές γραμμές μπορούν να αναφερθούν ως τα δυνατά σημεία του χάλυβα η δυνατότητα γεφύρωσης μεγάλων ανοιγμάτων εξαιτίας της καλής αναλογίας ιδίου βάρους και αντοχής καθώς και η ταχύτητα κατασκευής. Ως μειονεκτήματα του χάλυβα θεωρούνται η απαίτηση συντήρησης μετά την κατασκευή αλλά και η μειωμένη πυραντίσταση του εν λόγω υλικού. Από την άλλη πλευρά,η καλύτερη απόκριση του οπλισμένου σκυροδέματος σε περίπτωση σεισμού εξαιτίας της μονολιθικότητας της κατασκευής αλλά και σε περίπτωση πυρκαγιάς εξαιτίας των ιδιοτήτων του σκυροδέματος αποτελούν μοναδικά χαρακτηριστικά, που παίζουν ιδιαίτερο ρόλο από πλευράς ασφάλειας. Επιπλέον, με την πρόοδο της επιστήμης τα ανωτέρω θετικά στοιχεία της χρήσης του χάλυβα είναι δυνατόν να αντιμετωπιστούν από το οπλισμένο σκυρόδεμα σε μικρότερο ή σε μεγαλύτερο βαθμό. Έτσι με τη 12

13 χρήση του προεντεταμένου σκυροδέματος είναι δυνατόν να επιτύχουμε μεγάλα ανοίγματα, ενώ με την αξιοποίηση των δυνατοτήτων της νέας τεχνολογίας και μέσω κατάλληλων επιλογών είναι δυνατόν να μειώσουμε σημαντικά το χρόνο των κατασκευών οπλισμένου σκυροδέματος, που αποτελεί και αντικείμενο εξέτασης της παρούσας εργασίας. Στη δεκαετία της δεκαετίας του 1980 και ενώ το οπλισμένο σκυρόδεμα είχε πλέον διεισδύσει στα τεχνικά έργα, διαπιστώθηκε μια σοβαρή αδυναμία-«ασθένεια» του υλικού αυτού, η ενανθράκωση. Η διαδικασία αυτή συνίσταται στη σταδιακή μείωση του υψηλού αλκαλικού αποτελέσματος που προέρχεται από την παραγωγή υδροξειδίου του ασβεστίου κατά την πήξη του σκυροδέματος, το οποίο προστατεύει τον οπλισμό από την οξείδωση. Ωστόσο εξαιτίας της επίδρασης του διοξειδίου του άνθρακα και του νερού, επέρχεται η βαθμιαία εξουδετέρωση της αλκαλικότητας με αποτέλεσμα να οξειδώνεται ο οπλισμός των δομικών στοιχείων και να διογκώνεται με συνέπεια να ωθεί την επικάλυψη, δημιουργώντας μεγάλα προβλήματα. Με την οξείδωση του χάλυβα μειώνεται η ενεργός διατομή του και άρα μειώνεται η στατική επάρκεια της κατασκευής ενώ οι ρηγματώσεις αυξάνουν τη διαπερατότητα του σκυροδέματος δημιουργώντας έτσι τις προϋποθέσεις για νέες ρηγματώσεις και τη γρήγορη διάβρωση του οπλισμού. Τα προβλήματα αυτά του οπλισμένου σκυροδέματος, σε συνδυασμό και με άλλες αδυναμίες που σχετιζόταν με τη σεισμική συμπεριφορά των κατασκευών όπως για παράδειγμα η λειτουργία των κοντών υποστυλωμάτων, κλόνισαν την αξιοπιστία του υλικού και οι έρευνες της επιστήμης στράφηκαν στην αναζήτηση νέων υλικών με καλύτερα χαρακτηριστικά και με μεγαλύτερη ανθεκτικότητα. Ωστόσο, η έρευνα πάνω στο οπλισμένο σκυρόδεμα προχώρησε, δίνοντας θαυμαστά αποτελέσματα. Έτσι, αναπτύχθηκαν εξελιγμένες μορφές σκυροδεμάτων μέσω της ανάπτυξης της τεχνολογίας των προσμίκτων, όπως το σκυρόδεμα υψηλής αντοχής και αντιμετωπίστηκαν προβλήματα που απασχολούσαν τις κατασκευές, όπως ο ερπυσμός με συνέπεια την καθιέρωση του υλικού ως κύριο υλικό δόμησης. Επιπλέον, στην κατεύθυνση αυτή συνέβαλλαν και οι κανονισμοί σκυροδέματος και ειδικά οι αντισεισμικοί. Έτσι καταλήγουμε στην σημερινή εποχή όπου το οπλισμένο σκυρόδεμα κυριαρχεί στο τομέα των κατασκευών. 13

14 1.2 Πεδίο εφαρμογής σκυροδέματος και χάλυβα Το σκυρόδεμα και ο χάλυβας αποτέλεσαν και συνεχίζουν να αποτελούν τα κυρίαρχα δομικά υλικά για την κατασκευή του φέροντος οργανισμού των κτιριακών έργων. Κρίνεται σκόπιμο, στο σημείο αυτό να γίνει μία διάκριση των έργων αυτών καθώς τα δομικά χαρακτηριστικά τους διαφέρουν σημαντικά και εισέρχονται διαφορετικές παράμετροι στο σχεδιασμό τους. Από τη μία πλευρά υπάρχουν τα κτιριακά έργα που είναι ανεπτυγμένα οριζοντίως και από την άλλη αυτά που είναι ανεπτυγμένα καθ ύψος. Τα μεν πρώτα κτίρια λειτουργούν κυρίως ως αποθηκευτικοί χώροι υπηρετώντας τις ανάγκες της βιομηχανίας και «παραδοσιακά» ο φέρων οργανισμός τους κατασκευάζεται κυρίως από δομικό χάλυβα. Αντίθετα, στην περίπτωση της οικοδόμησης σε ύψος κυρίαρχο υλικό των κτιριακών έργων που προορίζονται για χώρους κατοικίας ή εργασίας είναι το οπλισμένο σκυρόδεμα. Συνεπώς, τα δύο κυρίαρχα δομικά υλικά κυρίως έχουν συνδυαστεί με διαφορετικές κατηγορίες τεχνικών έργων. Ωστόσο με τις εξελίξεις της τεχνολογίας των δομικών υλικών έχουν πραγματοποιηθεί σημαντικά βήματα και έγιναν προσπάθειες να εισέρθει καθένα από τα δύο υλικά στο πεδίο εφαρμογής του άλλου. Όσον αφορά τα κτιριακά έργα ανεπτυγμένα σε οριζόντιο επίπεδο, η είσοδος του οπλισμένου σκυροδέματος στον φέροντα οργανισμό πραγματοποιήθηκε με την ανάπτυξη της προκατασκευής, περιορίζοντας σημαντικά το μερίδιο αγοράς που κατείχε έως τότε ο χάλυβας. Αντίθετα, η είσοδος του χάλυβα στα ψηλά κτίρια ήταν πιο εύκολη διαδικασία και αρχικά κέρδισε σημαντικό τμήμα της κατασκευαστικής βιομηχανίας ειδικά στις ανεπτυγμένες χώρες. Στη συνέχεια, με την πρόοδο της επιστήμης του οπλισμένου σκυροδέματος και τις εξελιγμένες δυνατότητες του υλικού το σκυρόδεμα αποκτά και πάλι τη χαμένη αίγλη του, αποτελώντας την υπ αριθμόν πρώτη επιλογή όσον αφορά την κατασκευή του φέροντος οργανισμού. 14

15 1.3 Φέρων οργανισμός κτιριακών έργων Ο φέρων οργανισμός (σκελετός) του κτιρίου αποτελεί τo σημαντικότερο κομμάτι της κατασκευαστικής διαδικασίας καθώς είναι εκείνο το τμήμα της κατασκευής που θα φέρει τα μελλοντικά φορτία του κτιρίου και θα αποτελέσει την κύρια γραμμή άμυνας σε περίπτωση σεισμού και φωτιάς. Καθώς αποτελεί ίσως το σημαντικότερο μέρος της κατασκευής ο σκελετός καταλαμβάνει σημαντικό τμήμα του συνολικού προϋπολογισμού του έργου. Ο φέρων οργανισμός του κτιρίου αποτελεί μια από τις βασικότερες παραμέτρους για τον καθορισμό της αξίας μιας κατασκευής. Ο ακριβής κατασκευαστικός σχεδιασμός αποτελεί την απαραίτητη προϋπόθεση για την επιτυχημένη εφαρμογή της μελέτης του έργου. Η ορθή διαχείριση του κόστους και του χρόνου κατασκευής του φέροντος οργανισμού είναι σημαντική για την επιτυχία κάθε έργου. Η επιλογή του κατάλληλου δομικού συστήματος παίζει καθοριστικό ρόλο στη διαχείριση της κατασκευής του κτιρίου. Η επιλογή αυτή θα γίνει με βάση συγκεκριμένα κριτήρια που ικανοποιούν τις ιδιαίτερες απαιτήσεις κάθε έργου. Τα κριτήρια αυτά έχουν να κάνουν με θέματα κυρίως χρόνου κατασκευής, κόστους κατασκευής, ασφάλειας, λειτουργικότητας και αισθητικής. Η κατασκευή του σκελετού με οπλισμένο σκυρόδεμα και μάλιστα χυτό επί τόπου μπορεί να μην είναι ο μόνος τρόπος για την κατασκευή του, αλλά είναι ο πιο διαδεδομένος ειδικά στην Ελλάδα. Οι άλλες εναλλακτικές που προσφέρονται για τη κατασκευή του φέροντος οργανισμού είναι η χρήση μιας σύμμεικτης η αμιγώς μεταλλικής λύσης ή η χρήση της προκατασκευής. Όποιο και αν είναι το δομικό σύστημα που θα επιλεγεί τελικά (χυτό επί τόπου, σύμμεικτο, προκατασκευή), η παρουσία στο έργο του οπλισμένου σκυροδέματος σε μικρότερη ή μεγαλύτερη κλίμακα είναι αναπόφευκτη. Τα κτιριακά έργα που είναι ανεπτυγμένα στο οριζόντιο επίπεδο είναι άμεσα συνδεδεμένα με την απαίτηση υψηλής ταχύτητας κατασκευής. Αυτό προκύπτει από την ανάγκη για τη γρηγορότερη δυνατή έναρξη της λειτουργίας του κτιρίου και τη δυνατότητα απόσβεσης των επενδυμένων κεφαλαίων. Ο δομικός χάλυβας αποτέλεσε για πολλά χρόνια την μοναδική επιλογή που ικανοποιούσε αυτές τις απαιτήσεις καθώς οι μεταλλικές κατασκευές αποτελούν είδος προκατασκευής. Επομένως, μέχρι την ανάπτυξη των προκατασκευασμένων στοιχείων από οπλισμένο σκυρόδεμα και 15

16 την είσοδο τους στην κατασκευαστική αγορά, ο χάλυβας μονοπωλούσε στην κατασκευή του φέροντος οργανισμού τέτοιων χωρικών συστημάτων. Η αυξημένη ταχύτητα κατασκευής συνδέεται άμεσα με τη χρήση του δομικού χάλυβα (είδος προκατασκευής) αλλά και με την προκατασκευή του σκυροδέματος. Οι δύο αυτοί τρόποι δόμησης χρησιμοποιούνται ευρύτατα σε χώρες του εξωτερικού σε πολυώροφες κτιριακές κατασκευές, όπου η ταχύτητα ανεγέρσεως αποτελεί καθοριστικό παράγοντα. Ωστόσο στην Ελλάδα δεν γνώρισαν την ίδια διάδοση όσον αφορά στην κατασκευή των πολυκατοικιών. Καθώς στόχος της παρούσας εργασίας είναι η μείωση του χρόνου κατασκευής σε τέτοιου είδους έργα, μελετήθηκαν οι δυνατότητες που προσφέρει κάθε δομικό σύστημα καθώς επίσης και οι αδυναμίες τους, με πρωταρχικό στόχο τη μείωση του χρόνου κατασκευής. 16

17 2 Μεταλλικές κατασκευές 2.1 Εφαρμογή του δομικού χάλυβα στα βιομηχανικά κτίρια Ο κλάδος των μεταλλικών κατασκευών γνωρίζει ιδιαίτερη άνθηση στη σύγχρονη εποχή και ειδικά στις ανεπτυγμένες χώρες του εξωτερικού χρησιμοποιείται σε μια πληθώρα εφαρμογών, από κτιριακά έργα έως εφαρμογές της γεφυροποιίας. Ωστόσο, η χρήση του δομικού χάλυβα στην Ελλάδα είναι κυρίως συνδυασμένη με την κατασκευή βιομηχανικών κτιρίων (εργοστάσια, αποθηκευτικοί χώροι). Αυτά τα κτίρια αποτελούν μια ειδική κατηγορία κατασκευών καθώς το δομικό τους σύστημα περιλαμβάνει μεγάλα ανοίγματα, απαιτώντας μεγαλύτερους ενιαίους χώρους που δεν διακόπτονται από υποστυλώματα. Με τη χρήση του χάλυβα είναι δυνατόν να επιτύχουμε μεγάλα ανοίγματα χωρίς την παρεμβολή κατακόρυφων στοιχείων εξαιτίας της καλής σχέσης ίδιου βάρους και αντοχής του υλικού. Άλλα χαρακτηριστικά των κατασκευών αυτών είναι η ανάγκη για οριζόντια επέκταση (είναι κυρίως ανεπτυγμένα κατά πλάτος και μικρά σε ύψος) και η μεγάλη τυποποίηση των δομικών στοιχείων του φέροντος οργανισμού. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στην απλοποίηση σε όλα τα επίπεδα σε μία τέτοια κατασκευή καθώς επίσης και στη δυνατότητα ομαδοποίησης και ομοιομορφίας των επί μέρους μεταλλικών στοιχείων, διευκολύνοντας την μαζική παραγωγή τους και την τοποθέτηση τους στο δομικό σύστημα. Η επαναληπτική φύση αυτών των φορέων σε συνδυασμό με τις ανάγκες τυποποίησης και ταχύτητας κατασκευής οδήγησαν στην καθιέρωση του δομικού χάλυβα σε αυτού του είδους τα έργα ως κύριο δομικό υλικό. Η μεταλλική κατασκευή αποτελεί ένα είδος προκατασκευής με όλα τα θετικά χαρακτηριστικά που αυτό συνεπάγεται : μείωση του χρόνου ανέγερσης και αυξημένη ποιότητα των δομικών στοιχείων και του συνόλου του έργου. Επομένως, οι κατασκευές από δομικό χάλυβα υπερτερούν ως προς την ταχύτητα ολοκλήρωσης τους καθώς τα διάφορα τμήματα του σκελετού τους κατασκευάζονται στο εργοστάσιο με αποτέλεσμα την γρήγορη και ομαλή την κατασκευή του έργου. Συνεπώς, με τη χρήση του χάλυβα είναι δυνατόν να ολοκληρωθεί το συνολικό έργο γρηγορότερα, επιτρέποντας την άμεση λειτουργία και χρήση του κτιρίου σε μικρό διάστημα και την γρηγορότερη απόσβεση των εξόδων κατασκευής του κυρίου του έργου. Έτσι οι κατασκευές αυτές έχουν κυριαρχήσει στον ελλαδικό χώρο καθώς 17

18 ανταποκρίνονται στις απαιτήσεις των κυρίων του έργου, προσφέροντας λειτουργικούς χώρους, σεισμική επάρκεια και ταχύτητα κατασκευής. Τα μεταλλικά κτίρια αποτελούνται συνήθως από επαναλαμβανόμενους επίπεδους φορείς (επίπεδα πλαίσια ή επίπεδα δικτυώματα επί υποστυλωμάτων) που συνδέονται μεταξύ τους με δευτερεύοντες φορείς (τεγίδες,αντιανέμιοι σύνδεσμοι,φύλλα επικάλυψης). Οι κύριοι φορείς αποτελούνται από ολόσωμα ή κοίλα μεταλλικά στοιχεία, ενώ οι δευτερεύοντες αποτελούνται από ελάσματα μικρού πάχους ή διαμορφώνονται ως σύνθετες διατομές. Τα στάδια της διαδικασίας κατασκευής ενός φέροντος οργανισμού από χάλυβα είναι τα εξής: η μελέτη, η κατεργασία του χάλυβα στο εργοστάσιο και τέλος η ανέγερση του έργου. Το αποτέλεσμα της μελέτης είναι τα διάφορα σχέδια στα οποία περιγράφονται οι ακριβείς διαστάσεις των στοιχείων, τα είδη των συνδέσμων (κοχλιώσεις, συγκολλήσεις). Η κατεργασία στο εργοστάσιο περιλαμβάνει τον έλεγχο της καταλληλότητας των διατομών μετά την παραλαβή τους, την προετοιμασία των μεταλλικών επιφανειών για βαφή (καθαρισμός με αμμοβολή), την κοπή τους στις επιθυμητές διαστάσεις, το άνοιγμα των οπών, τη συναρμολόγηση των κύριων στοιχείων με εργοστασιακές συνδέσεις (κυρίως με συγκολλήσεις), τη βαφή των επιφανειών και το συνεχή έλεγχο σε όλα τα προαναφερθέντα στάδια. Στη συνέχεια ακολουθεί η μεταφορά των έτοιμων για χρήση πλέον δομικών στοιχείων στη τελική θέση του έργου και την αποθήκευσή τους στο εργοτάξιο. Προτού ξεκινήσει η διαδικασία ανέγερσης του σκελετού πρέπει να έχει ολοκληρωθεί η κατασκευή της θεμελίωσης από οπλισμένο σκυρόδεμα και αυτό να έχει ωριμάσει αρκετά και να έχει αποκτήσει την απαραίτητη αντοχή ώστε να φέρει τα φορτία της ανωδομής. Τέλος, με τον κατάλληλο συντονισμό των εργασιών και την ύπαρξη του απαραίτητου εξοπλισμού η κατασκευή του μεταλλικού σκελετού είναι δυνατόν να ολοκληρωθεί σε ελάχιστο χρονικό διάστημα. Τα κατακόρυφα στοιχεία καταλήγουν σε πέδιλα οπλισμένου σκυροδέματος και συνδέονται με αρθρωτή στήριξη με αυτά. Κρίσιμο ζήτημα στην διαδικασία ανέγερσης του φέροντος οργανισμού είναι αυτό της σωστής εφαρμογής των προβλεπόμενων διαστάσεων. Τα περιθώρια των ανοχών στα διάφορα δομικά στοιχεία είναι περιορισμένα σε αντίθεση με τα έργα οπλισμένου σκυροδέματος [1]. 18

19 Εικόνα 2.1: Βασικά δομικά στοιχεία ενός βιομηχανικού κτιρίου Πηγή [1] Εικόνα 2.2:Χαρακτηριστική μορφή βιομηχανικού κτιρίου Πηγή [1] Το ζήτημα της πυροπροστασίας των μεταλλικών κατασκευών είναι σύνθετο και μπορούν να ληφθούν μέτρα για την αντιμετώπισή του. Αρχικά αναπτύχθηκε η τεχνική του εγκιβωτισμού του μεταλλικού στοιχείου στο σκυρόδεμα, κάτι το οποίο εισάγει επιπλέον βάρος στην κατασκευής και απαιτεί χρονοβόρες και πολυέξοδες διαδικασίες (ξυλότυποι). Η πρόοδος της επιστήμης των υλικών συνέβαλλε στην ανάπτυξη νέων υλικών προστασίας τα οποία διατίθενται ως χρώματα, ως κονιάματα 19

20 (εκτοξευόμενο κονίαμα) και ως προστατευτικές πλάκες κατασκευασμένες από ορυκτές ίνες, γύψο, περλίτη και άλλα. Επίσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως προστατευτικά υλικά αυτοκόλλητες μεμβράνες ή διογκούμενες επαλείψεις. Ωστόσο στην περίπτωση των βιομηχανικών κτιρίων το θέμα της πυροπροστασίας δεν έχει την ίδια βαρύτητα με την περίπτωση των κτιρίων κατοικιών ή γραφείων καθώς και ο κίνδυνος πυρκαγιάς είναι μικρότερος και το βιομηχανικό κτίριο δε συνιστά χώρο μαζικής συνάθροισης ανθρώπων. Εικόνα 2.3:Σχέση αντοχής θερμοκρασίας για το δομικό χάλυβα Πηγή [1] Το ζήτημα του προσδιορισμού του κόστους των μεταλλικών κατασκευών είναι πολύπλοκο και δε μπορεί να τυποποιηθεί και να τεθεί εντός συγκεκριμένων ορίων όπως στην περίπτωση των κατασκευών οπλισμένου σκυροδέματος. Ο οικονομικός σχεδιασμός κτιρίων από χάλυβα σχετίζεται άμεσα με τις τιμές των διατομών του των μεταλλικών στοιχείων την περίοδο κατασκευής του έργου, το είδος των χρησιμοποιούμενων διατομών, το μέγεθος και την κλίμακα του έργου, την τοποθεσία του, τις ειδικές του απαιτήσεις (ανοίγματα) και τα χαρακτηριστικά του εδάφους θεμελίωσης. Η εκτίμηση του κόστους μιας μεταλλικής κατασκευής επομένως δε μπορεί να βασιστεί σε καμία περίπτωση στο κόστος ενός παρόμοιου έργου. Υπάρχουν ωστόσο κάποιες σταθερές παράμετροι για τον οικονομικό σχεδιασμό τέτοιων έργων που προέρχονται από την εμπειρία και την κατασκευή στην πράξη. Το 20

21 κόστος θεμελίωσης ανέρχεται στο 1% του συνολικού κόστους κατασκευής ή στο 7% του κόστους της μεταλλικής κατασκευής [2]. Εικόνα 2.4:Αναλογία του κόστους εργασιών μεταλλικού σκελετού πλαισίου υποστέγων Πηγή [1] Εικόνα 2.5:Αναλογία του κόστους των δομικών στοιχείων βιομηχανικού υποστέγου Πηγή [1] 21

22 2.2 Εφαρμογή του δομικού χάλυβα στα ψηλά κτίρια Τα πλεονεκτήματα του συγκεκριμένου τρόπου κατασκευής σε συνδυασμό με την ποιότητα κατασκευής ανάγκασαν τους μελετητές και τους κατασκευαστές να εισαγάγουν το δομικό χάλυβα και σε υψηλότερες κατασκευές (πολυώροφα κτίρια κατοικιών και γραφείων). Οι Ολυμπιακοί αγώνες της Αθήνας το 2004 αποτέλεσαν την αφορμή για την ανάπτυξη των μεταλλικών κατασκευών στη χώρα μας κυρίως λόγω των απαιτήσεων για ταχύτατη δόμηση και ολοκλήρωση των έργων. Ο δομικός χάλυβας,όμως, βρήκε μικρή εφαρμογή σε πολυώροφα κτίρια και οι ελληνικές πολυκατοικίες από μεταλλικό σκελετό είναι ελάχιστες μιας και το σύστημα παραγωγής έργων στην Ελλάδα είναι προσαρμοσμένο κυρίως στο σκυρόδεμα. Στα έργα αυτά που είναι ανεπτυγμένα καθ ύψος αποφεύγεται η χρήση αμιγώς μεταλλικών λύσεων. Έτσι προέκυψαν οι σύμμικτες κατασκευές από χάλυβα και σκυρόδεμα, με την εισαγωγή του σκυροδέματος στο δομικό σύστημα του έργου,βελτιώνοντας τις ιδιότητες του μεταλλικού φέροντος οργανισμού από άποψη ασφάλειας και λειτουργικότητας,ενισχύοντας φυσικά τα αρχικά του πλεονεκτήματα. Οι σύμμικτες κατασκευές, επομένως, αποτελούν ιδιαίτερα ελκυστικές λύσεις για μια μεγάλη ποικιλία κτιριακών εφαρμογών λόγω της δυνατότητας κάλυψης μεγάλων ανοιγμάτων, της γρήγορης κατασκευής και του χαμηλού σχετικά κόστους. Έτσι, τις τελευταίες δεκαετίες σύμμικτες λύσεις εμφανίζονται στην Ελλάδα σε μεγάλης κλίμακας κτιριακές εγκαταστάσεις, γέφυρες, χώρους στάθμευσης και σε μονώροφα ή πολυώροφα κτίρια [3]. Οι σύμμικτες κατασκευές είναι εκείνες οι δομές που αποτελούνται από συνεργαζόμενα στοιχεία χάλυβα και σκυροδέματος, των οποίων η συνεργασία έχει εξασφαλισθεί με μηχανικά μέσα (χρήση διατμητικών συνδέσμων) και όχι με συνάφεια ώστε να αποφεύγεται η ολίσθηση στη διεπιφάνεια των δύο υλικών, με αποτέλεσμα να επιτυγχάνεται η μέγιστη εκμετάλλευση των ιδιοτήτων των διαφορετικών δομικών υλικών. Πιο συγκεκριμένα επιδιώκεται τα μέλη από οπλισμένο σκυρόδεμα να παραλάβουν τις θλιπτικές δυνάμεις, ενώ τα μέλη από χάλυβα τις εφελκυστικές. Όταν αναφερόμαστε σε σύμμικτες κατασκευές, εννοούμε κατασκευές με μεταλλικούς κόμβους και σύμμικτα συνδεόμενα δομικά στοιχεία (δοκούς, πλάκες, υποστυλώματα) [4]. 22

23 Ο φέρων οργανισμός ενός τέτοιου συστήματος περιλαμβάνει τα κατακόρυφα στοιχεία, τα οριζόντια (δοκοί και πλάκες) και τους κατακόρυφους συνδέσμους ακαμψίας. Στον Ελλαδικό χώρο, η τάση που επικρατεί είναι η παραγωγή των οριζόντιων στοιχείων (πλακοδοκών) να γίνεται με σύμμικτη κατασκευή ενώ τα κατακόρυφα στοιχεία (υποστυλώματα) είναι αμιγώς μεταλλικά. Η ανάγκη για σύμμικτα υποστυλώματα προκύπτει στην περίπτωση πολύ υψηλών κτιριακών έργων, όπου τα φορτία που καλούνται να παραλάβουν είναι πολύ μεγαλύτερα και συνεπώς απαιτείται η ενίσχυση τους. Ο φέρων οργανισμός των μεταλλικών κτιρίων εκτός από τα φορτία βαρύτητας που μεταφέρει στη θεμελίωση μέσω του συστήματος των πλακών, των δοκών και των στύλων καλείται να παραλάβει και οριζόντιες δράσεις που οφείλονται στο σεισμό, στον άνεμο και σε κατασκευαστικές ατέλειες (παρέκκλιση από την κατακόρυφο). Το δομικό σύστημα,επομένως, στην περίπτωση των μεταλλικών πολυώροφων κτιρίων για την παραλαβή των οριζόντιων φορτίσεων συνήθως περιλαμβάνει πλαίσια, κατακόρυφους κεντρικούς συνδέσμους, κατακόρυφους έκκεντρους συνδέσμους και τοιχώματα από σκυρόδεμα ή συνδυασμό αυτών. Η πλαισιακή λειτουργία εξαρτάται από τον τρόπο διαμόρφωσης των κόμβων δοκών και υποστυλωμάτων. Οι κατακόρυφοι κεντρικοί σύνδεσμοι διακρίνονται σε συνδέσμους της μορφής Χ, Λ,V και Κ και παραλαμβάνουν την ένταση μέσω αξονικών δυνάμεων των μελών τους. Στην περίπτωση των έκκεντρων συνδέσμων οι ράβδοι δικτύωσης συντρέχουν με εκκεντρότητα στις δοκούς ή τα υποστυλώματα. Το βραχύ τμήμα μεταξύ των ράβδων δικτύωσης ονομάζεται δοκός σύζευξης. Οι συνδέσεις στα άκρα των ράβδων μορφώνονται είτε ως απλές αρθρωτές συνδέσεις που παραλαμβάνουν μόνο αξονικά φορτία είτε ως συνδέσεις ροπής παραλαμβάνοντας εκτός από αξονικές δυνάμεις και ροπές. Τέλος στην περίπτωση που χρησιμοποιείται τοίχωμα οπλισμένου σκυροδέματος για την παραλαβή των οριζόντιων φορτίσεων, η σύνδεση του με τις μεταλλικές δοκούς πραγματοποιείται με μετωπικές πλάκες και βλήτρα [1]. Η επιλογή βέβαια του κατάλληλου συστήματος παραλαβής οριζόντιων φορτίων σχετίζεται άμεσα με τις αρχιτεκτονικές και λειτουργικές απαιτήσεις του εκάστοτε έργου. Ιδανική λύση αποτελεί η τοποθέτηση του συστήματος αυτού σε συμμετρική διάταξη στην περίμετρο του κτιρίου, ώστε να εξασφαλίζεται η πλευρική ευστάθεια και κατά τις δύο διευθύνσεις και η μεγαλύτερη δυστρεψία. Η συνήθης τακτική περιλαμβάνει την τοποθέτηση των τοιχωμάτων του πυρήνα σε κεντρικό σημείο της 23

24 κάτοψης και τη διατήρηση των κατακόρυφων συνδέσμων στην περίμετρο του κτιρίου, δημιουργώντας προβλήματα στην ύπαρξη των ανοιγμάτων. Εικόνα 2.6:Ενδεικτικές διατομές σύμμικτων δομικών στοιχείων Πηγή [5] Οι σύμμικτες δοκοί αποτελούνται συνήθως από τη χαλύβδινη δοκό, τη συνεργαζόμενη πλάκα σκυροδέματος τοποθετημένου επί ενός χαλυβδοελάσματος στο πάνω μέρος της δοκού και τους διατμητικούς συνδέσμους που εξασφαλίζουν την αποφυγή της ολίσθησης στη διεπιφάνεια των δύο υλικών. Στις δοκούς και τις πλάκες, τα υλικά χρησιμοποιούνται ανάλογα με τη οικονομική τους απόδοση για να παραλάβουν ο μεν χάλυβας τις εφελκυστικές τάσεις το δε σκυρόδεμα τις θλιπτικές. Εικόνα 2.7:Χαρακτηριστικές διατομές σύμμικτων δοκών Πηγή [5] 24

25 Εικόνα 2.8:Χαρακτηριστική διατομή σύμμικτης πλάκας Πηγή [5] Εικόνα 2.9:Εδραση χαλυβδοφυλων Πηγή [3] Εικόνα 2.10:Σύμμικτη πλάκα έτοιμη προς σιδέρωμα Πηγή [3] 25

26 Εικόνα 2.11:Σύμμικτη πλάκα Πηγή [3] Η συνηθέστερη διατομή μεταλλικών υποστυλωμάτων στα κτιριακά έργα είναι η διατομή Ι. Προφανώς, τα σύμμικτα υποστυλώματα υπερτερούν έναντι των αμιγώς μεταλλικών λύσεων για λόγους κυρίως αυξημένης αντοχής και πυροπροστασίας. Ωστόσο, τα σύμμικτα υποστυλώματα δεν έχουν οικονομικά πλεονεκτήματα σε σχέση με τα αντίστοιχα από σκυρόδεμα, σε αντίθεση με τις δοκούς και τις πλάκες. Στην περίπτωση των σύμμικτων υποστυλωμάτων μεγάλο μερίδιο του χάλυβα χρησιμοποιείται για την παραλαβή των θλιπτικών δυνάμεων. Επομένως η χρήση τους πρέπει να αιτιολογείται από άλλους λόγους,όπως η ύπαρξη μεγάλων φορτίων ή η ανάγκη εξοικονόμησης χώρου. Στην περίπτωση των πλήρως εγκιβωτισμένων υποστυλωμάτων εξασφαλίζεται ικανοποιητική πυραντίσταση και αντιδιαβρωτική προστασία, για επαρκή πάχη επικάλυψης σκυροδέματος καθώς και εμποδίζεται ο τοπικός λυγισμός. Μειονέκτημα σε αυτό τον τύπο σύμμικτου υποστυλώματος αποτελεί το γεγονός ότι το μεταλλικό μέλος δεν είναι εμφανές για να χρησιμοποιηθεί σαν διακοσμητικό στοιχείο, και απαιτούνται επιπρόσθετα μεταλλικά στοιχεία (π.χ. συνδετήρες για περίσφιγξη του σκυροδέματος) για την παραλαβή και μεταφορά των επιβαλλόμενων φορτίων ενώ είναι απαραίτητη και η χρήση ξυλοτύπου. Ο τύπος μερικώς εγκιβωτισμένων υποστυλωμάτων αποτελεί ευκολότερη λύση κατασκευαστικά αφού το μεταλλικό υποστύλωμα λειτουργεί ταυτόχρονα και σαν μεταλλότυπος και οι πλέον ακάλυπτες μεταλλικές επιφάνειες να μπορούν να χρησιμοποιηθούν μεταγενέστερα σαν επιφάνειες συγκόλλησης ή βάσεις για πρόσθεση δευτερευόντων δομικών στοιχείων διαμόρφωσης εσωτερικών χώρων. 26

27 Επίσης και σε αυτή την περίπτωση μπορεί να επιτευχθεί ικανοποιητική χρονική διάρκεια πυρανθεκτικότητας με επαρκή επικάλυψη σκυροδέματος του εγκιβωτισμένου οπλισμού. Τέλος, όσον αφορά διατομές (κοιλοδοκοί κυκλικής ή ορθογωνικής διατομής) με πλήρωση με σκυρόδεμα το μεταλλικό μέλος κατά την φάση της κατασκευής παίζει τον ρόλο του μεταλλότυπου και κατά την φάση της λειτουργίας του φορέα περισφίγγει τον πυρήνα του σκυροδέματος αυξάνοντας την αντοχή. Βέλτιστες από άποψη περίσφιγξης του σκυροδέματος είναι οι κυκλικές διατομές, ενώ στις ορθογωνικές η περίσφιγξη επιτυγχάνεται κυρίως στις γωνίες και στον πυρήνα της διατομής. Ωστόσο στην περίπτωση ορθογωνικών κοίλων διατομών η περίσφιγξη μπορεί να αυξηθεί αυξάνοντας την καμπυλότητα της κοιλοδοκού στις γωνίες. Εικόνα 2.12:Χαρακτηριστικές διατομές σύμμικτων υποστυλωμάτων Πηγή [5] Εικόνα 2.13:Διατμητικοί σύνδεσμοι με βάση τον Ευρωκώδικα 4 Πηγή [5] 27

28 Εικόνα 2.14:Τυπικοί σύμμικτοι κόμβοι Πηγή [5] Η διαδικασία κατασκευής ενός πολυώροφου κτιρίου περιλαμβάνει γενικά: Το στήσιμο του μεταλλικού σκελετού Την τοποθέτηση της πλάκας (χαλυβδόφυλλα ή πρόπλακα) Τη συγκόλληση ήλων κεφαλής Τη σκυροδέτηση (συνήθως χωρίς τη χρήση ικριωμάτων) Τα δομικά στοιχεία του φέροντος οργανισμού των μεταλλικών κατασκευών ετοιμάζονται στο εργοστάσιο και μεταφέρονται μέσω φορτηγών στο εργοτάξιο. Ειδικά στην περίπτωση των κτιρίων σε αστικό χώρο, η μεταφορά συνδεδεμένων από το εργοστάσιο παραγωγής δομικών στοιχείων καθίσταται αδύνατη εξαιτίας των περιορισμών των οδικών υποδομών και του περιορισμένου χώρου. Συνεπώς τα δομικά μέλη του φέροντος οργανισμού συνδέονται στο εργοτάξιο. Στη συνέχεια πραγματοποιείται η εκφόρτωση και η αποθήκευση τους με ιδιαίτερη προσοχή ώστε να μην υπάρξουν ζημιές. Τέλος με τη βοήθεια γερανών πραγματοποιείται η ανύψωση των δομικών στοιχείων στην τελική τους θέση και οι συνδέσεις. Κατά τη διαδικασία ανέγερσης της μεταλλικής κατασκευής απαιτείται κατάλληλος συντονισμός των επιμέρους δραστηριοτήτων και επικοινωνία μεταξύ των διαφόρων εμπλεκόμενων. Προτού ξεκινήσει η διαδικασία της ανέγερσης του κτιρίου απαιτείται να έχουν καθοριστεί η θέση εκφόρτωσης και αποθήκευσης των δομικών στοιχείων, το μέγεθος, ο αριθμός και η θέση τοποθέτησης των γερανών, η γενική πρόσβαση στο εργοτάξιο 28

29 αλλά και η ολοκληρωμένη μελέτη ευστάθειας του φορέα κατά τη διάρκεια της κατασκευής του. Επιπλέον η βάση έδρασης των υποστυλωμάτων θα πρέπει να είναι έτοιμη έγκαιρα και το σκυρόδεμα να έχει επαρκή αντοχή για να δεχθεί τα φορτία της κατασκευής. Οι στάθμες θεμελίωσης πρέπει να είναι εντός των ορίων των αποδεκτών ανοχών και να ελέγχονται πριν την έναρξη της ανέγερσης των κατακόρυφων στοιχείων. Κρίσιμος παράγοντας στις μεταλλικές κατασκευές είναι οι ανοχές, δηλαδή οι μέγιστες επιτρεπόμενες γεωμετρικές αποκλίσεις από τις θεωρητικές τιμές ή θέσεις. Οι αποκλίσεις αυτές που οφείλονται στον τρόπο παραγωγής των στοιχείων, στην κατεργασία τους και στη διαδικασία της ανέγερσης, καθιστούν δύσκολη και προβληματική τη συναρμολόγηση και εισάγουν επιπρόσθετες φορτίσεις στο σύστημα (φαινόμενα δευτέρας τάξης). Αφού στηθούν τα υποστυλώματα και πραγματοποιηθούν οι συνδέσεις τους με τις μεταλλικές δοκοί, τα χαλυβδόφυλλα κόβονται στις επιθυμητές διαστάσεις και με βάση τα σχέδια της μελέτης στην περίπτωση που δεν είναι έτοιμα για χρήση από το εργοστάσιο, μεταφέρονται με τη βοήθεια γερανού και τοποθετούνται στην τελική τους θέση στο έργο. Στη συνέχεια έχοντας πλέον ένα ευσταθές δάπεδο για εργασία, γίνεται ο έλεγχος για την ακρίβεια τοποθέτησης των χαλυβδόφυλλων ώστε να μην υπάρξει απώλεια κατά τη διάστρωση του σκυροδέματος και τοποθετούνται οι οπλισμοί της πλάκας (πλέγμα στην άνω παρειά και μία ράβδος οπλισμού σε κάθε κοίλωμα του χαλυβδόφυλλου). Τέλος η κατασκευή της πλάκας ολοκληρώνεται με τη σκυροδέτηση συνήθως με πρέσες αφού προηγηθεί πιθανή προσωρινή υποστήριξη της μέσω στύλων ικριωμάτων σε κρίσιμα σημεία της κάτοψης. Στην περίπτωση που η κτιριακή κατασκευή απαιτεί σύμμικτα υποστυλώματα η διαδικασία κατασκευής γίνεται ως εξής: Οι διατομές Ι που είναι μερικώς εγκιβωτισμένες στο σκυρόδεμα περιλαμβάνουν σκυρόδεμα μεταξύ των πελμάτων τους. Οι εργασίες σκυροδέτησης πραγματοποιούνται όταν το υποστύλωμα βρίσκεται σε οριζόντια θέση, αρχικά η μία του πλευρά και μετά από 2 με 3 ημέρες η άλλη. Στη συνέχεια τοποθετείται στην τελική του θέση στο έργο. Στις διατομές Ι που είναι πλήρως εγκιβωτισμένες στο σκυρόδεμα, η σκυροδέτηση πραγματοποιείται αφού προηγουμένως έχουν λάβει τα κατακόρυφα στοιχεία την τελική τους θέση. Η μεταλλική διατομή περικλείεται από τον ξυλότυπο μέσα στον οποίο τοποθετείται το νωπό 29

30 σκυρόδεμα. Η σκυροδέτηση γίνεται τμηματικά ανά όροφο, ξεκινώντας από τους χαμηλότερους ορόφους. Στις κοίλες διατομές η σκυροδέτηση γίνεται ως εξής: είτε μέσω της βαρύτητας από την κορυφή του υποστυλώματος είτε υπό πίεση με αντλίες από τη βάση του υποστυλώματος προς τα επάνω. Στη δεύτερη περίπτωση σκυροδετούνται ταυτόχρονα περισσότεροι όροφοι ενώ επιτυγχάνεται καλύτερη συμπύκνωση του σκυροδέματος. Με βάση τα παραπάνω, είναι εύκολο να διαπιστώσει κανείς πως τα μεταλλικά κτίρια χαρακτηρίζονται από την υψηλή ταχύτητα ανέγερσης του φέροντος οργανισμού τους. Τα δομικά στοιχεία του κτιρίου παραγόμενα ως βιομηχανικά προϊόντα στο εργοστάσιο απαιτούν μόνο τη μεταφορά και τη σύνδεση τους στην τελική θέση. Θεωρώντας δεδομένη την εφαρμογή των κατάλληλων τεχνικών της διαχείρισης έργων για την επίτευξη του μέγιστου δυνατού συντονισμού των επιμέρους δραστηριοτήτων και την απώλεια καθυστερήσεων, είναι δυνατόν να ελαχιστοποιηθεί ο απαιτούμενος χρόνος ανέγερσης του έργου. Σε αυτό βέβαια συμβάλλει και η μεγαλύτερη ανεξαρτησία από τις καιρικές συνθήκες. Ο απαιτούμενος χρόνος εξαρτάται από τις ιδιαίτερες συνθήκες κάθε έργου και καθορίζεται από το μέγεθός του κτιρίου, τα χρησιμοποιούμενα δομικά στοιχεία, τη μέθοδο κατασκευής, το διαθέσιμο εξοπλισμό, το ανθρώπινο δυναμικό αλλά και από το σκοπό του έργου (ταχύτατη ανέγερση ή άλλος σκοπός). Οι σύμμικτες κατασκευές πλεονεκτούν συγκριτικά με τις παραδοσιακές κατασκευές από οπλισμένο σκυρόδεμα ή από δομικό χάλυβα σημαντικά λόγω του ότι συνδυάζουν τα πλεονεκτήματα των επιμέρους υλικών τους. Ένα από τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα που επιφέρει αυτή η συνεργασία των υλικών είναι πως επιτρέπει να γεφυρωθούν μεγάλα ανοίγματα σε περιπτώσεις υψηλών φορτίων με την επιλογή μεταλλικών διατομών μικρών διαστάσεων και μείωση του ποσοστού του απαιτούμενου χάλυβα οπλισμού. Αυτό συμβαίνει διότι οι σύμμικτοι φορείς χαρακτηρίζονται από αυξημένη αντοχή, πλαστιμότητα, δυσκαμψία και ικανότητα απόσβεσης, συγκριτικά με τα φέροντα στοιχεία που χρησιμοποιούνται στις συνηθισμένες κατασκευές και αποτελούνται από ένα υλικό (σκυρόδεμα, δομικός χάλυβας). Επίσης το φαινόμενο του καθολικού και τοπικού λυγισμού περιορίζεται σημαντικά. Στις περιπτώσεις εγκιβωτισμένων μεταλλικών διατομών σε σκυρόδεμα αυξάνεται αρκετά η προστασία του χάλυβα από διάβρωση και πυρκαγιά. Όλα αυτά 30

31 καθιστούν τις σύμμικτες κατασκευές γρήγορες στην εκτέλεση, υψηλά ανθεκτικές, ελαφρές, λεπτές, και παράλληλα οικονομικές [5]. 31

32 2.3 Μεταλλικά ψηλά κτίρια στη Θεσσαλονίκη Παρά το γεγονός πως οι σύμμικτες κατασκευές υπερτερούν ως προς το θέμα της ταχύτητας κατασκευής τους, ωστόσο κατέχουν ένα ελάχιστο ποσοστό στην κατασκευαστική βιομηχανία της πόλης της Θεσσαλονίκης. Οι λόγοι που συνέβαλλαν σ αυτό το φαινόμενο είναι ποικίλοι. Αρχικά θα πρέπει να αναφερθεί η «παράδοση» που υπάρχει σχετικά με τη χρήση του σκυροδέματος στις κατασκευές κτιριακών έργων με συνέπεια την επικράτηση του υλικού αυτού τόσο σε παγκόσμιο επίπεδο και κυρίως στον Ελλαδικό χώρο. Στη συνέχεια καθοριστικό ρόλο,στη διάδοση των υψηλών κτιρίων από σκυρόδεμα,έπαιξε το κατά πολύ φθηνότερο οπλισμένο σκυρόδεμα σε σχέση με το δομικό χάλυβα. Ο εισαγόμενος χάλυβας ειδικά πριν τη δημιουργία της Ευρωπαϊκής Ένωσης ήταν υπερβολικά ακριβός κατά τη μεταφορά του και συνεπώς οικονομικά μη αποδοτική επιλογή για τις κατασκευές, δίνοντας έτσι ώθηση στο σκυρόδεμα που είναι τοπικό προϊόν και στο βιομηχανικό χάλυβα (χάλυβας οικοδομής) και συμβάλλοντας στην κυριαρχία του οπλισμένου σκυροδέματος στις ελληνικές πολυκατοικίες. Επιπλέον η έλλειψη οργάνωσης του κλάδου των μεταλλικών κατασκευών σε συνδυασμό με το γεγονός πως για πολλά χρόνια δεν υπήρχε ακριβής υπολογισμός για τον αντισεισμικό σχεδιασμό σύμμικτων κατασκευών (κάτι που είναι απαραίτητο για τον Ελλαδικό χώρο) αύξησαν την αβεβαιότητα γύρω από αυτά τα έργα και με αποτέλεσμα στις ελάχιστες περιπτώσεις εφαρμογής τέτοιων συστημάτων σε κτιριακά έργα να οδηγούμαστε σε αντιοικονομικές λύσεις (υπερχρησιμοποίηση υλικών προς την πλευρά της ασφάλειας) με συνέπεια τη μείωση της ανταγωνιστικότητας αυτής της λύσης. Η αίσθηση στιβαρότητας που προσφέρουν οι κτιριακές κατασκευές από σκυρόδεμα κατά τη διάρκεια του σεισμού αποτελεί ένα μοναδικό χαρακτηριστικό, που μέχρι και σήμερα παίζει καθοριστικό ρόλο στην επιλογή του φέροντος οργανισμού ενός υψηλού κτιρίου. Τέλος, η αβέβαιη συμπεριφορά των ενώσεων (συγκολλήσεων)κατά τη διάρκεια του σεισμού στα σύμμικτα κτίρια καθώς επίσης και η μειωμένη αντίσταση αυτών των λύσεων στην περίπτωση πυρκαγιάς, ακολουθώντας τη συμπεριφορά των αμιγώς μεταλλικών κατασκευών, αποτελούν σοβαρά μειονεκτήματα και αποτρέπουν τους μηχανικούς από την επιλογή τέτοιων δομικών συστημάτων για την κατασκευή πολυώροφων κτιρίων. Στη φωτιά (όπως και στο σεισμό) οι σύμμικτες κατασκευές συμπεριφέρονται αντίστοιχα με τις μεταλλικές καθώς το μεταλλικό τμήμα χάνει 32

33 ανάλογα με την έκθεση της επιφάνειας του σε θερμοκρασία την αντοχή του. Λύση στο πρόβλημα της επάρκειας του σύμμικτου στοιχείου θα μπορούσε να αποτελέσει η υπερδιαστασιολόγηση των διατομών χάλυβα προς τη πλευρά της ασφάλειας με τις συνακόλουθες συνέπειες στην οικονομία [4]. Σε πολλές περιπτώσεις μάλιστα η κατασκευή τέτοιων κτιριακών έργων συνδέεται με απαιτήσεις ειδικών κατασκευών, όπου ήταν αδύνατη και δύσκολη κατασκευαστικά μία λύση από σκυρόδεμα. Στη συνέχεια παρατίθενται διάφορες περιπτώσεις μεταλλικών κτιρίων στην πόλη της Θεσσαλονίκης μετά από έρευνα που πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια της παρούσας εργασίας. Αβίαστα μπορεί να εξαχθεί το συμπέρασμα πως τα μεταλλικά πολυώροφα κτίρια κατοικιών και γραφείων είναι ελάχιστα σε σχέση με τα αντίστοιχα βιομηχανικά. Παρατηρούμε πως, ενώ το οπλισμένο σκυρόδεμα χρησιμοποιήθηκε ευρύτατα στην κατασκευή των ελληνικών πολυκατοικιών, η χρήση του χάλυβα στα κτιριακά έργα είναι περιορισμένη και αιτιολογείται με ειδικούς λόγους. Συμπερασματικά, η χρήση του δομικού χάλυβα εντοπίζεται κυρίως σε περιπτώσεις ειδικών κατασκευών όπου είναι αδύνατη η χρήση σκυροδέματος, καθώς και σε περιπτώσεις προσθήκης ορόφων σε ήδη υφιστάμενα κτίρια λόγω της μειωμένης αντοχής του υποκείμενου φορέα και της ελαφριάς λύσης του μεταλλικού σκελετού. Ανέγερση κτιρίου στη συμβολή των οδών Καθηγητού Ρουσίδου και Δωδεκανήσου Το κτίριο βρίσκεται στην συμβολή των οδών Καθηγητού Ρουσίδου και Δωδεκανήσου στην περιοχή της Καλαμαριάς. Πρόκειται για ένα τετραώροφο κτίριο, το οποίο έπρεπε να κατασκευαστεί τάχιστα. Έτσι ο μεταλλικός σκελετός αποτέλεσε τη μόνη εναλλακτική λύση, που προσέφερε αυξημένη ταχύτητα κατασκευής. Η κάτοψη έχει διαστάσεις 10 m χ10 m. Το στατικό σύστημα που επιλέχθηκε διαθέτει 3 πλαίσια στη μια διεύθυνση και χιαστί πλευρικούς συνδέσμους στην άλλη. Η ανωδομή είναι σύμμικτη κατασκευή, ενώ το υπόγειο είναι κατασκευασμένο από οπλισμένο σκυρόδεμα. Τα κατακόρυφα στοιχεία είναι κατασκευασμένα εξολοκλήρου από χάλυβα, ενώ τα οριζόντια στοιχεία είναι σύμμικτα (πλακοδοκοί). Τα υποστυλώματα δεν έγιναν σύμμικτα λόγω του μικρού σχετικά ύψους του κτιρίου και συνεπώς της απουσίας μεγάλων φορτίων. Εξαιτίας της έλλειψης συγκεκριμένων κανονισμών για το σχεδιασμό τέτοιων έργων και της αβεβαιότητας που αυτό συνεπάγεται, απαιτήθηκε από τις αρμόδιες αρχές να τοποθετηθούν επιπρόσθετες διατομές χάλυβα 33

34 (χιαστί σύνδεσμοι κάτω από την πλάκα) για να δημιουργηθεί μεγαλύτερη αίσθηση στατικής επάρκειας του κτιρίου. Η σπατάλη αυτή,όμως, αύξησε το κόστος κατασκευής και μείωσε την ανταγωνιστικότητα ως προς το χρόνο κατασκευής μιας τέτοιας λύσης. Αρχικά έγινε η κατασκευή του υπογείου, στη συνέχεια ακολούθησε η κατασκευή του μεταλλικού σκελετού η οποία διήρκησε 3 ημέρες και στη συνέχεια σκυροδετήθηκαν οι πλάκες στους ορόφους. Επί τόπου στο εργοτάξιο έγιναν μόνο οι συγκολλήσεις από εξειδικευμένο συνεργείο, ενώ τα τμήματα της μεταλλικής κατασκευής μεταφέρθηκαν έτοιμα για τελική χρήση και τοποθέτηση. 34

35 Εικόνα 2.15:Χαρακτηριστικές τομές σύμμικτου κτιρίου επί της οδού Ρουσίδου Εικόνα 2.16:Κάτοψη τυπικού ορόφου σύμμικτου κτιρίου επί της οδού Ρουσίδου 35

36 Εικόνα 2.17:Χαρακτηριστικό πλαίσιο σύμμικτου κτιρίου επί της οδού Ρουσίδου Εικόνα 2.18: Όψη σύμμικτου κτιρίου επί της οδού Ρουσίδου 36

37 Η επέκταση του κεντρικού κτιρίου της Σχολής Θετικών Επιστημών του Α.Π.Θ. Η επέκταση του κεντρικού κτιρίου της Σχολής Θετικών Επιστημών του Α.Π.Θ. (πρώην Φυσικομαθηματικής Σχολής) είναι ένα συμμετρικό πενταόροφο μεταλλικό κτίριο σε σχήμα Π μεγάλου μήκους (περίπου 200m) και μικρού πλάτους (περίπου 7 m) με συνολική κλειστή μεικτή επιφάνεια της τάξης των m 2, συμπεριλαμβανομένου και του υπογείου. Το κτίριο οργανώνεται περιμετρικώς των τριών αμφιθεάτρων στην οπίσθια όψη του κτιρίου της Φυσικομαθηματικής Σχολής. Το κύριο χαρακτηριστικό της επέμβασης ήταν ο μετασχηματισμός της «τυφλής» πλευράς του κτιρίου και η δημιουργία μιας νέας όψης με κύρια είσοδο στο συγκρότημα και από την οδό Αγίου Δημητρίου. Παράλληλα επιδιώκονται τα εξής: να μην αποκρυβεί η εικόνα του παλαιού κτιρίου, πράγμα που επιτυγχάνεται με τη διαφάνεια της νέας γραμμικής πτέρυγας η οποία στο μέσον του Π διακόπτεται, αφήνοντας μόνον μια υψηλή γέφυρα να συνδέει τα δύο τμήματα, να αξιοποιηθεί ο χώρος μεταξύ του νέου και του παλαιού κτιρίου, δημιουργώντας μεγάλου ύψους εσωτερικούς χώρους που λειτουργούν ως φουαγιέ με φυσικό φωτισμό από ψηλά και μετασχηματίζοντας τις πρώην εξόδους κινδύνου των αμφιθεάτρων σε εισόδους, να παραμείνει ευδιάκριτη η διαφορά του παλαιού από το νέο τόσο στα υλικά (μέταλλο απέναντι στο σκυρόδεμα) όσο και στη μορφολογία (απλή γραμμική μορφή απέναντι στη σύνθετη ογκοπλασία του παλαιού), δημιουργώντας όμως, παράλληλα, ένα ομοιογενές ευρύτερο σύνολο όπου το νέο κτίριο «αγκαλιάζει» το παλαιό και δημιουργεί ένα νέο σχήμα του συνόλου. Εικόνα 2.19:Όψη του κεντρικού κτιρίου της Σχολής Θετικών Επιστημών 37

38 Εικόνα 2.20:Φωτογραφίες των δομικών στοιχείων του φέροντος οργανισμού του κτιρίου της Σχολής Θετικών Επιστημών 38

39 Ανέγερση κτιρίου στη συμβολή των οδών Φιλικής Εταιρείας και Τσιμισκή Το συγκεκριμένο έργο αποτελεί μία ειδική περίπτωση κατασκευής καθώς βρίσκεται σε ένα οικόπεδο το οποίο διασχίζεται σε μεγάλο μέρος του από το ανατολικό προτείχισμα της Θεσσαλονίκης. Συνεπώς ήταν αναγκαία όχι μόνο η προστασία των συγκεκριμένων ευρημάτων αλλά και η μεγαλύτερη δυνατή ανάδειξη τους. Στόχος της εν λόγω κατασκευής ήταν η δημιουργία κτιρίου με το μικρότερο δυνατό όγκο και μορφή που να αναδεικνύει τα ευρήματα και σε καμία περίπτωση να μην τα σκιάζει λειτουργώντας ανταγωνιστικά. Έτσι, με στόχο να καλύπτει το έργο στο ελάχιστο δυνατό το περιτείχισμα και όσο το δυνατόν περισσότερο τις οπίσθιες όψεις των υφιστάμενων οικοδομών, επιλέχθηκε κάτοψη τριγωνικού σχήματος. Ο φέρων οργανισμός του κτιρίου αποτελείται από χαλύβδινα στοιχεία με στόχο τη μικρότερη δυνατή ενόχληση στα ευρήματα αλλά και τη δημιουργία μιας ανάλαφρης κατασκευής που δε τα συνθλίβει. Η φιλοσοφία της κατασκευής είναι ορατή στο κέλυφος του κτιρίου που διαμορφώνεται από διάτρητη στραντζαριστή λαμαρίνα, κρύσταλλα και ορατό φέροντα οργανισμό. Το κτίριο αποτελείται από 4 ορόφους και υπόγειο και διαμορφώνεται από σύμμικτους φορείς σκυροδέματος και δομικού χάλυβα. Το δομικό σύστημα περιλαμβάνει έναν πυρήνα οπλισμένου σκυροδέματος στο πίσω μέρος του κτιρίου που λειτουργεί ως στοιχείο ακαμψίας. Τα υποστυλώματα είναι μεταλλικά και φέρουν δικτυωτά στοιχεία ακαμψίας. Τα οριζόντια στοιχεία του φέροντος συστήματος αποτελούνται από πλάκες σκυροδέματος με νευρώσεις επί μεταλλικών δοκών που εδράζονται στον πυρήνα ώστε να μειωθεί το νεκρό φορτίο της ανωδομής. Οι πλάκες φέρονται από μεταλλικές δοκούς συνδεδεμένες με διατμητικούς συνδέσμους με τις πλάκες ώστε να εξασφαλίζεται η καμπτική συνεργασία αλλά και η διαφραγματική λειτουργία. Επιπλέον όλα τα δικτυώματα είναι με τη μορφή χιαστί συνδέσμων ώστε όλες οι εντάσεις να μεταφέρονται με δράση αξονικών δυνάμεων. 39

40 Εικόνα 2.21:Κάτοψη σύμμικτου κτιρίου επί της οδού Τσιμισκή Εικόνα 2.22:Όψη σύμμικτου κτιρίου επί της οδού Τσιμισκή Εικόνα 2.23:Τομή σύμμικτου κτιρίου επί της οδού Τσιμισκή 40

41 Εικόνα 2.24:Όψεις σύμμικτου κτιρίου επί της οδού Τσιμισκή 41

42 3 Η προκατασκευή του σκυροδέματος 3.1 Γενικά Η προκατασκευή αποτελεί την πρώτη εναλλακτική επιλογή από την πλευρά του οπλισμένου σκυροδέματος που συνδέεται άμεσα με την υψηλή ταχύτητα κατασκευής. Πρόκειται για μεθοδολογία κατασκευής που αναπτύχθηκε κυρίως μετά το τέλος του Β παγκοσμίου πολέμου εξαιτίας των αναγκών για γρήγορη ανέγερση μεγάλου αριθμού κτιρίων. Δεν είναι τυχαίο το γεγονός πως ο πλησιέστερος προς τη βιομηχανική παραγωγή τρόπος ανέγερσης τεχνικών έργων συνοψίζεται στον όρο "προκατασκευή". Η "προκατασκευή" συνίσταται στην υλοποίηση των κατασκευών με τη μέθοδο της συναρμολόγησης στον τόπο του έργου δομικών στοιχείων που έχουν προκατασκευαστεί προηγουμένως στο εργοστάσιο. Προκατασκευασμένο στοιχείο, επομένως, ονομάζεται το στοιχείο από άοπλο ή οπλισμένο σκυρόδεμα που για να χρησιμοποιηθεί στο έργο απαιτείται προηγουμένως η μεταφορά του στην τελική του θέση [6]. Το μέγεθός και το βάρος των πολυώροφων κτιρίων δεν επιτρέπουν τη χρήση ενιαίων προκατασκευασμένων συνόλων και επιβάλουν τη διάσπαση τους σε τμήματα (δομικά στοιχεία), που παράγονται ως βιομηχανικά προϊόντα, μεταφέρονται και συναρμολογούνται στο εργοτάξιο. Μία από τις βασικές προϋποθέσεις για την άσκηση της προκατασκευής είναι η ένταξη ολόκληρου του έργου σε μία ή περισσότερες ομοιότυπες μονάδες, γεγονός που ισχύει στην περίπτωση των κτιριακών έργων. Στην προκατασκευή πραγματοποιείται ο σχεδιασμός του συνολικού προϊόντος, το οποίο διασπάται σε επιμέρους στοιχεία ή τμήματα και στη συνέχεια υπολογίζεται και σχεδιάζεται η σύνθεση των στοιχείων αυτών. Η βιομηχανοποιημένη δομική τεχνολογία χαρακτηρίζεται από εξελιγμένες μεθόδους σχεδιασμού και ελέγχου της παραγωγής καθώς και από μηχανοποιημένες και αυτοματοποιημένες διαδικασίες. Η τεχνολογία της προκατασκευής συνδέεται με την ευελιξία στις μεθόδους παραγωγής, την εφαρμογή συστημάτων ποιοτικού ελέγχου και διαχείρισης και συνεχή και καινοτόμο ανάπτυξη των προϊόντων των μεθόδων παραγωγής και οργάνωσης. Η προκατασκευή βασίζεται κυρίως στην τυποποίηση των πρώτων υλών και των μεθόδων παραγωγής, στη μηχανοποίηση των διαδικασιών παραγωγής, μεταφοράς και εκτέλεσης του έργου και στη συστηματοποίηση του συνόλου των εργασιών, από το 42

43 στάδιο της μελέτης, του σχεδιασμού και του προϋπολογισμού της κατασκευής, ως τη μεταφορά, τη τοποθέτηση και συναρμολόγηση των δομικών στοιχείων της. Ενώ η παραγωγή των οικοδομικών υλικών μπορεί να συνδυαστεί με τη βιομηχανική τεχνολογία, η περαιτέρω επεξεργασία και εφαρμογή τους στα διάφορα έργα συνδυάζεται με τη χρήση συμβατικών μεθόδων κατασκευής. Η προκατασκευή είναι άμεσα συνδεδεμένη με τη βιομηχανοποιημένη δόμηση η οποία ορίζεται ως η συνεχόμενη διαδικασία μετάβασης από μια μορφή δομικής παραγωγής που χαρακτηρίζεται από συμβατικές μεθόδους, σε μια άλλη που εφαρμόζει κύρια βιομηχανικές μεθόδους και μορφές οργάνωσης σε όλες τις φάσεις της παραγωγής του τομέα της δόμησης: σχεδιασμό, κατασκευή, διανομή, συναρμολόγηση και χρήση ενδιάμεσων ή τελικών προϊόντων (δομικών στοιχειών- κτιριοδομικών έργων) [7]. Μέσω της βιομηχανοποιημένης δόμησης είναι δυνατόν να αυξηθεί η ταχύτητα κάλυψης των κατασκευαστικών αναγκών, να επιτευχθεί η μείωση του κόστους παραγωγής του έργου και να επιτευχθεί υψηλό επίπεδο ποιότητας κατασκευής. Επιπλέον, η προκατασκευή συμβάλλει στη μέγιστη εκμετάλλευση των τεχνολογικών δυνατοτήτων και στη μείωση των εργοταξιακών εργασιών με παράλληλη αύξηση των αντίστοιχων εργοστασιακών. Η προκατασκευή μπορεί να πραγματοποιηθεί είτε σε κάποια μονάδα παραγωγής ( το στοιχείο παράγεται στο εργοστάσιο,μεταφέρεται στη τελική τοποθεσία και συνδέεται στη τελική του θέση), είτε στο εργοτάξιο (το στοιχείο κατασκευάζεται στη τελική τοποθεσία, αλλά τοποθετείται στη τελική του θέση αργότερα). Οι δύο βασικές κατευθύνσεις της προκατασκευής,με όρους σχεδιασμού μιας βιομηχανοποιημένης διαδικασίας, περιλαμβάνουν την ελαφριά προκατασκευή (ανοιχτό σύστημα) και τη βαριά προκατασκευή (κλειστό σύστημα) [2]. Το "ανοιχτό σύστημα", όπου πολλά από τα επί μέρους δομικά στοιχεία είναι μεν προκατασκευασμένα (συνήθως σε μεγάλη ποικιλία: οι μελετητές του έργου διαλέγουν από καταλόγους προϊόντων), αλλά τα αποτελέσματα της συναρμολόγησης δεν είναι πανομοιότυπα και εξαρτώνται από την ευρηματικότητα των μελετητών, αλλά και τις αισθητικές και οικονομικές απαιτήσεις των ιδιοκτητών. Το "ανοιχτό σύστημα" προκατασκευής αποτελεί πια την κυρίαρχη τάση στην κατασκευαστική βιομηχανία των οικονομικά αναπτυγμένων χωρών και αυτό συνδυάζεται με την ολοένα αυξανόμενη έμφαση στην ταχύτητα κατασκευής, στη μείωση του απαραίτητου εργατικού δυναμικού μέσω της αναβάθμισης του τεχνολογικού εξοπλισμού αλλά και στην ευχερέστερη εξασφάλιση της ποιότητας χάρη στη 43

44 βιομηχανική τυποποίηση. Αντίθετα, στην περίπτωση της βαριάς προκατασκευής, καταλήγουμε σε πανομοιότυπα αποτελέσματα κατασκευών διά της συναρμολόγησης μεγάλων δομικών στοιχείων. Είναι αυτονόητο πως το "κλειστό σύστημα" είναι σχετικά άκαμπτο, αλλά έχει το προσόν της μεγάλης προβλεψιμότητας στη διαδικασία παραγωγής. Η βαριά προκατασκευή στην Ελλάδα δεν τυγχάνει ανάλογη αποδοχή με αυτή του εξωτερικού, δεν ξεπερνά το 3% της κατασκευαστικής δραστηριότητας. Σήμερα στη χώρα μας με τη μέθοδο της βαριάς προκατασκευής κατασκευάζονται κυρίως βιομηχανικοί χώροι, ξενοδοχεία και κυρίως νέα σχολικά κτίρια. Το κύριο πλεονέκτημα της βιομηχανοποιημένης δόμησης είναι η ταχύτητα ανέγερσης του εκάστοτε έργου, λόγω έλλειψης καθυστέρησης εξαιτίας της τοποθέτησης των καλουπιών και της σκλήρυνσης του σκυροδέματος και της μικρότερης εξάρτησης από τις καιρικές συνθήκες. Η συμπίεση του χρόνου εκτέλεσης και παράδοσης ενός έργου μπορεί να φθάσει στο 50-75% του συμβατικού. Στη συνέχεια μπορούν να αναφερθούν ως πλεονεκτήματα,η βελτίωση της ποιότητας με το συνεχή έλεγχο κατά τη φάση παραγωγής του σκυροδέματος, δίνοντας ώθηση στην κατασκευή έργων με υψηλές απαιτήσεις. Επιπλέον υπό συγκεκριμένες προϋποθέσεις είναι δυνατόν να επιτευχθεί μείωση του κόστους κατασκευής καθώς μειώνεται η ποσότητα του χρησιμοποιούμενου υλικού λόγω υψηλότερης ποιότητας σκυροδέματος και απαιτούνται λιγότερα εργατικά κόστη σε σχέση με τη συμβατική κατασκευή. Η ελάττωση του κόστους προκύπτει από τη συμπίεση του χρόνου κατασκευής και τη δυνατότητα για συντομότερη χρήση και εκμετάλλευση. Η προκατασκευή ως μέθοδος δόμησης προσφέρει τη δυνατότητα χρήσης των σύγχρονων οργανωτικών και διοικητικών μεθόδων, τόσο για την αξιοποίηση και αποδοτικότερη εργασία του προσωπικού,όσο και για τον έλεγχο των της ροής των υλικών και των διαδικασιών. Ο προϋπολογισμός του έργου παραμένει σταθερός ως αποτέλεσμα της δυνατότητας επακριβούς κοστολόγησης των δομικών στοιχείων του έργου, της μεταφοράς και σύνδεσής τους στην τελική του θέση και της ανεξαρτησίας της όλης διαδικασίας από αστάθμητους παράγοντες. Τέλος, είναι δυνατόν να αξιοποιηθούν οι δυνατότητες εναλλακτικών μεθόδων κατασκευής όπως της προέντασης και να περιοριστεί η επίδραση συστολών επειδή χρησιμοποιούνται «ώριμα» στοιχεία και πολλές συνδέσεις [6]. Τα μειονεκτήματα που συνδέονται με αυτόν τον τρόπο δόμησης αφορούν την «δυσκαμψία» της μορφής των κατασκευών και τη «δυσκαμψία» προσαρμογής τους στα διατιθέμενα οικόπεδα. Η πεποίθηση πως η χρήση τέτοιων δομικών συστημάτων 44

45 οδηγεί αναπόφευκτα στον περιορισμό της ελεύθερης σκέψης των μηχανικών και στην τυποποίηση της κατασκευαστικής διαδικασίας συμβάλλοντας στην κατασκευή απρόσωπων κτιριακών συγκροτημάτων ήταν ανασταλτικός παράγοντας στην διάδοση τους στον τομέα των κτιριακών έργων. Oι επικριτές του συστήματος θεώρησαν ότι αυτό βαρύνεται για τις ομοιόμορφες όψεις και τους επαναλαμβανόμενους όγκους κτιρίων. Έτσι η πεποίθηση για την ταυτότητα των όρων προκατασκευή και ομοιομορφία απέτρεψε τη χρήση τέτοιων συστημάτων στα οικοδομικά έργα. Επίσης η μικρή αγορά που υπάρχει και συνεπώς η χαμηλή πολλαπλότητα των δομικών στοιχείων δεν έδωσε δυνατότητα για την ανάπτυξη της προκατασκευής, σε αντίθεση με το οπλισμένο σκυρόδεμα το οποίο με τη χρήση ξυλοτύπων είναι δυνατόν να ανταποκριθεί σε όλες σχεδόν τις αισθητικές και λειτουργικές απαιτήσεις. Ένα πολύ σοβαρό θέμα αποτελεί η δυνατότητα, σε πρώτο επίπεδο, μεταφοράς των πρόχυτων στοιχείων αλλά και το κόστος αυτής της μεταφοράς ειδικά όταν το εργοτάξιο βρίσκεται σε μεγάλη απόσταση από το εργοστάσιο παραγωγής. Το πρόβλημα αυτό γίνεται ακόμη εντονότερο στην περίπτωση μεταφοράς μεγάλων δομικών στοιχείων με μεγάλα οχήματα,στην ανυπαρξία ικανών (μεγάλων) οδικών υποδομών για τη διέλευση των οχημάτων μεταφοράς ειδικά στον πυκνοδομημένο αστικό χώρο και την προσέγγιση τους στην τελική θέση του έργου. Επιπλέον η απόκριση αυτών των κατασκευών σε σεισμική φόρτιση είναι αβέβαιη ειδικά στην περίπτωση των υψηλών κτιρίων. Η αδυναμία των συνδέσμων των επί μέρους δομικών στοιχείων σε περίπτωση σεισμού,η σχετική έλλειψη πλαστιμότητας και ο κίνδυνος αλυσωτής κατάρρευσης απέτρεψαν την εφαρμογή τέτοιων δομικών συστημάτων στα πολυώροφα οικοδομικά έργα. Τα προκατασκευασμένα κτίρια λόγω έλλειψης μονολιθικότητας αντιμετωπίζονται με επιφύλαξη αναφορικώς με την αντισεισμικότητα τους. Οι επιφυλάξεις αυτές ουσιαστικά οδήγησαν στην απόρριψη και μη εφαρμογή των συστημάτων αυτών σε συνήθεις κτιριακές κατασκευές στον Ελλαδικό χώρο. Η έλλειψη θεσμικού πλαισίου κατάλληλου για τη χρήση διαφόρων τύπων τεχνολογίας καθώς και η έλλειψη προδιαγραφών οι οποίες οφείλουν να τηρούνται κατά τη προκατασκευή συγκεκριμένων κτιρίων οδήγησε στην έλλειψη κατάλληλων μελετών στη χώρα μας. Οι αυξημένες επιπτώσεις ενδεχομένων σφαλμάτων κατά τη φάση της σύνδεσης των δομικών στοιχείων καθιστούν απαραίτητη την ανάγκη υπευθυνότητας από πλευράς του κατασκευαστή αλλά την απασχόληση εξειδικευμένου προσωπικού,γεγονός που ίσως συμβάλλει στην αύξηση του κόστους. Η τεχνολογία της προκατασκευής δε μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε 45

46 θεμελιώσεις και άλλα τεχνικά έργα που απαιτούν «προσαρμοστικότητα» (π.χ. φράγματα, οχετοί) και υποδεικνύεται από τον αντισεισμικό κανονισμό η χρήση χυτού σκυροδέματος [6]. Εικόνα 3.1:Χρήση της προκατασκευής στα διάφορα τεχνικά έργα Πηγή [2] Εικόνα 3.2:Κατανομή συνολικού κόστους προκατασκευασμένων έργων Πηγή [8] Εικόνα 3.3:Ενδεικτική κατανομή του κόστους των προκατασκευασμένων έργων Πηγή [2] 46

47 3.2 Προκατασκευασμένα κτίρια στη Θεσσαλονίκη Η προκατασκευή,παρά την πληθώρα των πλεονεκτημάτων που παρουσιάζει ειδικά όσον αφορά την ταχύτητα κατασκευής, δε βρήκε εφαρμογή σε πολυώροφα κτιριακά έργα στον Ελλαδικό χώρο. Ο κύριος λόγος είναι η αβέβαιη συμπεριφορά των συνδέσεων των επιμέρους δομικών στοιχείων σε περίπτωση οριζόντιας φόρτισης (σεισμός) και η έλλειψη τεκμηριωμένων επιστημονικά απόψεων σχετικά με τα χαρακτηριστικά αυτών των σημείων του φέροντος οργανισμού. Επομένως τα πιθανά προβλήματα στατικότητας σε συνδυασμό με τον περιορισμό του κτιριοδομικού κανονισμού της Ελλάδος οδήγησαν στη χρήση των προκατασκευασμένων συστημάτων μόνο στα μικρού ύψους κτίρια (βιομηχανικά κτίρια, αποθήκες logistics και άλλα). Αντίθετα με χώρες του εξωτερικού, η Ελλάδα υστέρησε σημαντικά στον τομέα της βιομηχανοποιημένης δόμησης του σκυροδέματος, ωστόσο τα τελευταία χρόνια παρατηρείται μια τάση αύξησης του ρόλου της προκατασκευής σε ορισμένους τομείς της κατασκευαστικής βιομηχανίας. Στη σημερινή πραγματικότητα η προκατασκευή εντοπίζεται στις εξής περιπτώσεις: σε βιομηχανικά κτίρια όπου υπάρχει απαίτηση ταχύτητας κατασκευής από την πηγή χρηματοδότησης, σε σχολικά κτίρια και στην περίπτωση κατασκευής μικρών κατοικιών για τη δημιουργία νέων οικισμών σε απομακρυσμένες και ακατοίκητες περιοχές. Παρακάτω παρατίθενται εφαρμογές της προκατασκευής σε κτίρια στην πόλη της Θεσσαλονίκης. Περίπτωση 1: Κατασκευή κέντρου logistics του ομίλου Μασούτης στο Καβαλάρι Θεσσαλονίκης [9] Στόχος της κατασκευής της νέας κεντρικής αποθήκης ήταν η βελτίωση των διαδικασιών αποθήκευσης και διανομής των προϊόντων προς τα καταστήματα της αλυσίδας. Πρόκειται για αποθηκευτικό χώρο που καταλαμβάνει επιφάνεια περίπου m 2 σε οικόπεδο συνολικής έκτασης m 2 στο Καβαλάρι Θεσσαλονίκης. Το έργο αυτό ξεκίνησε το 2007 και ολοκληρώθηκε το 2011 με το συνολικό κόστος του να αγγίζει περίπου τα 50 εκατομμύρια ευρώ. Η κατασκευή του φέροντος οργανισμού του κτιρίου ανέρχεται περίπου στα 4 εκατομμύρια ευρώ. Τα κόστη της διαμόρφωσης του περιβάλλοντος χώρου καθώς και της δημιουργίας δικτύου απορροής των όμβριων και αποχέτευσης ήταν ιδιαιτέρως υψηλά. Τα στάδια κατασκευής ενός βιομηχανικού κτιρίου περιγράφονται παρακάτω. Αρχικά κατασκευάζεται η θεμελίωση η οποία για συνήθη έργα (χωρίς μεγάλα 47

48 φορτία) αποτελείται από πέδιλα θεμελίωσης και συνδετήριες δοκούς. Στη συνέχεια γίνεται η μεταφορά στο εργοτάξιο των δομικών στοιχείων του φέροντος οργανισμού μέσω φορτηγών ενώ με τη βοήθεια γερανού πραγματοποιείται η εκφόρτωση και η αποθήκευση τους. Πρώτα τοποθετούνται τα υποστυλώματα και στη συνέχεια τα ζευκτά. Με τη σύνδεση τους επιτυγχάνεται η δημιουργία πλαισίου. Στη συνέχεια τοποθετούνται οι τεγίδες οι οποίες τρέχουν κατά τη διαμήκη έννοια την κάτοψη και συμβάλλουν στη σύνδεση των επιμέρους πλαισίων μεταξύ τους. Η ύπαρξη ενός ή περισσότερων γερανών κρίνεται απολύτως απαραίτητη. Ιδιαίτερη έμφαση και προσοχή θα πρέπει να δοθεί στη συναρμολόγηση των επιμέρους στοιχείων μεταξύ τους, καθώς οι συνδέσεις τους αποτελούν κρίσιμο παράγοντα για τη συμπεριφορά του κτιρίου σε σεισμό. Εικόνα 3.4:Κατασκευή θεμελίωσης αποθηκών logistics του ομίλου Μασούτης Πηγή [9] 48

49 Εικόνα 3.5:Ανέγερση φέροντος οργανισμού Πηγή [9] Εικόνα 3.6:Τοποθέτηση ζευκτών Πηγή [9] 49

50 Εικόνα 3.7:Τοποθέτηση τεγίδων Πηγή [9] Εικόνα 3.8:Ολοκλήρωση αποθηκών logistics Πηγή [9] Εικόνα 3.9:Τελική μορφή των αποθηκών logistics Πηγή [9] 50

51 Περίπτωση 2: Κατασκευή 2 ου Γυμνασίου Ευκαρπίας [9] Πρόκειται για ένα 12θέσιο σχολικό συγκρότημα δυναμικότητας 360 μαθητών και συνολικού εμβαδού 2,500 m 2, έδωσε λύση στο πρόβλημα της σχολικής στέγης. Οι νέες εγκαταστάσεις πληρούν όλες τις προϋποθέσεις ενός σύγχρονου σχολείου και ανταποκρίνονται στις σημερινές ανάγκες της εκπαίδευσης και των μαθητών. Περιλαμβάνουν 12 αίθουσες διδασκαλίας, εργαστήρια φυσικοχημείας και καλλιτεχνικών, 2 αίθουσες πληροφορικής, 2 αίθουσες ξένων γλωσσών και μία αίθουσα πολλαπλών χρήσεων για την πραγματοποίηση διαλέξεων, προβολών και εορταστικών εκδηλώσεων. Ο συνολικός προϋπολογισμός του έργου έφθασε τα 3,6 εκατ. ευρώ και χρηματοδοτήθηκε από το ευρωπαϊκό Ταμείο Περιφερειακής ανάπτυξης. Με καλό προγραμματισμό των επιμέρους εργασιών είναι δυνατόν να τοποθετείται 1 κυψέλη την ώρα ή περίπου 8 κυψέλες στη διάρκεια 1ημέρας. Εικόνα 3.10:Παραγωγή προκατασκευασμένης κυψέλης Πηγή [9] 51

52 Εικόνα 3.11:Κατασκευή θεμελίωσης σχολείου Ευκαρπίας Πηγή [9] Εικόνα 3.12:Μεταφορά προκατασκευασμένης κυψέλης Πηγή [9] Εικόνα 3.13:Τοποθέτηση προκατασκευασμένης κυψέλης στην τελική θέση Πηγή [9] 52

53 Εικόνα 3.14:Σύνδεση των επιμέρους στοιχείων Πηγή [9] Εικόνα 3.15:Τελική μορφή του έργου Πηγή [9] 53

54 4 Σύγχρονες τάσεις στον σχεδιασμό ψηλών κτιριακών έργων 4.1 Εισαγωγή Οι ευρύτερες αλλαγές σε όλους τους τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας δεν θα μπορούσαν να αφήσουν ανέπαφο τον τομέα των τεχνικών έργων. Η παγκοσμιοποίηση της οικονομίας, η βελτίωση του βιοτικού επιπέδου στις ανεπτυγμένες χώρες, η οικονομική κρίση των τελευταίων χρόνων είναι μόνο κάποιοι από τους λόγους που έδωσαν ιδιαίτερη ώθηση στην ταχύτητα αλλαγής του τοπίου των σύγχρονων μεγαλουπόλεων. Οι ριζοσπαστικές εξελίξεις των τελευταίων χρόνων θέτουν νέους όρους στα θέματα που αφορούν την παραγωγή των τεχνικών έργων. Τα κτίρια αναπτύσσονται πλέον σε μεγάλο ύψος, με μεγαλύτερο αριθμό ορόφων προσπαθώντας να καλύψουν μεγαλύτερα ανοίγματα. «Με τις κατασκευές ο άνθρωπος ήθελε πάντα να ανάβει ψηλότερα, να καλύψει μεγαλύτερα ανοίγματα και να περικλείσει όλο και περισσότερο χώρο», με βάση τα λεγόμενα του Ευρωπαίου μηχανικού Happold [2]. Στον τομέα των κτιριακών έργων στη σύγχρονη εποχή, κυριαρχεί η τάση για την κατασκευή ολοένα και υψηλότερων χωρικών συστημάτων. Αυτό αιτιολογείται από την ανάγκη των σύγχρονων μεγαλουπόλεων για εξοικονόμηση χώρου που ευνοεί την ανάπτυξη των κτιρίων καθ ύψος στο πυκνοδομημένο αστικό περιβάλλον αλλά και από την ανάγκη για αποδοτικότερες επενδύσεις. Τα οφέλη στην περίπτωση πολυώροφων κτιρίων που προσφέρονται για κατοικίες αλλά και εγκατάσταση καταστημάτων είναι τεράστια. Οι κατασκευές σε μεγάλο ύψος στην εποχή μας, υπηρετούν έναν ακόμη σκοπό: την προβολή κάθε χώρας συγκριτικά με τις άλλες, καθώς αποτελεί επίδειξη οικονομικής ευρωστίας και τεχνολογικής προόδου. Είναι συχνό πλέον φαινόμενο ο ανταγωνισμός μεταξύ των χωρών σχετικά με το ύψος των τεχνολογικά προηγμένων κτιρίων- πύργων. Ωστόσο, τα έργα αυτά ουσιαστικά έδωσαν ιδιαίτερη έμφαση στην κατασκευαστική βιομηχανία, προωθώντας την ίδια την επιστήμη και αποτελώντας σημεία αναφοράς και πρότυπα προς μίμηση για τις άλλες χώρες. Αξίζει να αναφερθούμε σε κάποια από τα βασικά δομικά χαρακτηριστικά τους. Η πολυπλοκότητα από τεχνικής άποψης των σύγχρονων κατασκευών σε συνδυασμό με τις υψηλές απαιτήσεις των πελατών, τη μεγάλη κλίμακα των τεχνικών 54

55 έργων, την αναγκαιότητα για επιτάχυνση της διαδικασίας ανέγερσης ώστε να λειτουργήσουν τα κτίρια στο μικρότερο δυνατό χρονικό διάστημα καθώς και ο ανταγωνισμός μεταξύ των κατασκευαστικών εταιρειών συντέλεσαν στην καθιέρωση υψηλών τεχνολογικών προδιαγραφών (standards) και στην αλλαγή του δεδομένου τρόπου αντιμετώπισης των κτιριακών έργων. Τα μεγάλα τεχνικά έργα όπως τα πολυώροφα οικοδομικά που κατασκευάζονται πλέον με γνώμονα την ταχύτητα και την οικονομία αποτελούν πεδία συνεχών γόνιμων πειραματισμών από τεχνολογική και αισθητική άποψη. Επομένως μπορεί να εξαχθεί το συμπέρασμα πως τα συγκεκριμένα μεγάλα έργα δε λειτουργούν ανταγωνιστικά προς τις κοινές κατασκευές. Αντιθέτως οι τεχνολογικές ακροβασίες των μεγάλων έργων που στηρίζονται στην πρόοδο της επιστήμης των δομικών υλικών και των μεθόδων παραγωγής και οι οποίες αποτελούν τμήμα μιας γενικότερης τεχνολογικής κουλτούρας, δίνουν τη δυνατότητα στις κοινές κατασκευές των μικρότερων οικονομιών να υιοθετήσουν βασικά χαρακτηριστικά τους,να προσαρμοστούν στις επιταγές της σύγχρονης εποχής και να βελτιώσουν την απόδοση της κατασκευαστικής βιομηχανίας. Κατά το σχεδιασμό των κτιριακών έργων μεγάλης κλίμακας,θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη πως οι κατασκευές παρόλη την πρόοδο της επιστήμης των δομικών υλικών και των τεχνικών παραγωγής, θα έχουν πάντα να αντιμετωπίσουν νέα προβλήματα καθώς επίσης και τα γνωστά στοιχεία της φύσης (σεισμός, άνεμος). Απαιτείται,επομένως, σύνεση εκ μέρους των μηχανικών οι οποίοι κινούνται με βάση την έως τώρα εμπειρία και τις κοινές πρακτικές. Ο ρόλος όμως του μηχανικού είναι η αξιοποίηση των δυνατοτήτων της τεχνολογίας για την επίλυση των ήδη υπαρχόντων προβλημάτων καθώς επίσης και για την εισαγωγή καινοτόμων συστημάτων στην αγορά της κατασκευαστικής βιομηχανίας προωθώντας την ίδια την επιστήμη. Ωστόσο, σε μία εποχή που χαρακτηρίζεται από την ταχύτητα αλλαγής και η φύση των κατασκευών είναι συνεχώς μεταβαλλόμενη οι μηχανικοί καλούνται να προσαρμοστούν ταχύτερα απομακρυνόμενοι συχνά από την «πεπατημένη» που περιλαμβάνει ασφαλείς λύσεις. Μία τέτοια αντιμετώπιση συνίσταται στην καλή γνώση των δεδομένων και των εμπειριών του παρελθόντος αλλά και στην υιοθέτηση προοδευτικού και καινοτόμου πνεύματος για την ευκολότερη προσαρμογή στις νέες συνθήκες. Καθώς το κριτήριο της ασφάλειας των τεχνικών έργων θεωρείται δεδομένο στο σχεδιασμό των σύγχρονων κατασκευών, χωρίς αυτό να σημαίνει πως χάνει την περίοπτη θέση του, παρατηρούμε πως νέα κριτήρια εισάγονται στο σύστημα 55

56 σχεδιασμού και παραγωγής έργων με ολοένα και αυξανόμενη βαρύτητα όπως η ταχύτητα της κατασκευής, η οικονομική αποδοτικότητα, η ικανοποίηση στο μέγιστο βαθμό των απαιτήσεων λειτουργικότητας με βάση το σκοπό του έργου, η προστασία του περιβάλλοντος και άλλα. Η στρατηγική κατά την κατασκευή ενός ψηλού κτιρίου περιλαμβάνει αρχικά την επιλογή του κατάλληλου δομικού συστήματος με συγκεκριμένα κριτήρια ασφάλειας και αυξημένης αντοχής στις διάφορες φορτίσεις καθώς πρόκειται για κτίρια που προορίζονται για χώρους κατοικίας ή εργασίας, οικονομικής αποδοτικότητας και υψηλής ταχύτητας κατασκευής. Στη συνέχεια απαιτείται η χρήση και η εφαρμογή των εξελίξεων της τεχνολογίας τόσο στην επιλογή των υλικών όσο και των μεθόδων παραγωγής λαμβάνοντας πάντοτε υπόψη τη διαθεσιμότητα των πόρων στην τοπική αγορά, τις χρησιμοποιούμενες μεθόδους παραγωγής αλλά και το διαθέσιμο ανθρώπινο δυναμικό. Επιπλέον η τοποθέτηση των κατακόρυφων δομικών στοιχείων θα πρέπει να υπηρετεί διπλό σκοπό: αφενός την μεγιστοποίηση της χρήσης του συστήματος παραλαβής των κατακόρυφων φορτίων και αφετέρου την εξυπηρέτηση του αρχιτεκτονικού σχεδιασμού, του σκοπού ανέγερσης του συστήματος και των μελλοντικών αναγκών του. Βασικό στοιχείο αποτελεί ο περιορισμός των μετακινήσεων του κτιρίου με βάση τα καθορισμένα πρότυπα και στα αποδεκτά όρια κυρίως μέσω ενός κατάλληλου συστήματος παραλαβής των οριζόντιων φορτίσεων (σεισμός και άνεμος) [10]. Κατά το σχεδιασμό των κτιριακών έργων θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη τα εξής θέματα: οι τεχνολογικές απαιτήσεις της διαδικασίας κατασκευής (νέες τεχνολογίες που είναι δυνατόν να εισαχθούν στη διαδικασία παραγωγής του έργου), ο σχεδιασμός των απαιτούμενων πόρων (δυνατότητες σχεδιασμού που είναι διαθέσιμες, όπως οι νέες υπολογιστικές μέθοδοι ή τα νέα υλικά) και η τεχνολογία κατασκευής (οι νέες τεχνολογίες, οι οποίες μπορούν να υιοθετηθούν για την κατασκευή της εγκατάστασης, όπως ο νέος εξοπλισμός ή νέες μέθοδοι κατασκευής). Το σκυρόδεμα θεωρείται πλέον το κυρίαρχο υλικό στην κατασκευή ψηλών κτιριακών έργων. Τα στατικά συστήματα που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή αυτών των έργων κατασκευάζονται είτε εξ ολοκλήρου από σκυρόδεμα είτε σε συνδυασμό με το δομικό χάλυβα (σύμμικτη κατασκευή). Ο χάλυβας πλέον δεν αποτελεί τη μόνη και προσφορότερη επιλογή για την κατασκευή αυτών των έργων. Αυτό συνδέεται άμεσα με τις εξελίξεις της τεχνολογίας του σκυροδέματος και των νέων δυνατοτήτων του υλικού. Το σκυρόδεμα υψηλής αντοχής, που απαιτείται σε 56

57 τέτοιες κατασκευές και που κάποτε θεωρούνταν αντιοικονομικό, έχει γίνει ευρέως διαδεδομένο και οικονομικά αποδοτικό. Επιπλέον, η πρόοδος των μεθόδων κατασκευής συνέβαλλε στην μεγαλύτερη ευκολία και ταχύτητα τοποθέτησης του σκυροδέματος. Τέλος η ανάπτυξη και η χρήση νέων μεθόδων κατασκευής,όπως η προκατασκευή,στα ψηλά κτίρια σε συνδυασμό με τη βιομηχανοποίηση της δόμησης εκτόπισαν σταδιακά το χάλυβα μειώνοντας το ποσοστό συμμετοχής του στη διαμόρφωση του φέροντος οργανισμού [11]. Η κατασκευαστική βιομηχανία σήμερα, απαιτεί μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα όσον αφορά την απόδοση της παραγωγικής διαδικασίας και την ελαχιστοποίηση των διαφόρων απωλειών. Στο πλαίσιο αυτό, έγιναν σημαντικές προσπάθειες για την αυτοματοποίηση των διαφόρων σταδίων παραγωγής κατά την κατασκευή των τεχνικών έργων. Έτσι ενσωματώθηκαν πολλά από τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα της βιομηχανοποιημένης δόμησης (προκατασκευής) στις σύγχρονες μεθόδους και διαδικασίες κατασκευής όπου η εφαρμογή τέτοιων δομών ήταν ανέφικτη. Γίνεται επομένως προσπάθεια το τελικό προϊόν (κτιριακό έργο) να προσεγγίζει όσο το δυνατόν περισσότερο τη λογική ενός βιομηχανοποιημένου προϊόντος το οποίο συντίθεται από επιμέρους υποσυστήματα τα οποία είναι δυνατόν να κατασκευάζονται βιομηχανικά σε μια γραμμή συναρμολόγησης και στη συνέχεια να μεταφέρονται και να συναρμολογούνται στο το εργοτάξιο. Έτσι, υπάρχει δυνατότητα για συστηματικότερο έλεγχο της κατασκευαστικής διαδικασίας, βελτιώνεται η ποιότητα του τελικού προϊόντος, επιτυγχάνεται η μείωση της ποσότητας εργασιών και η μείωση του χρόνου ολοκλήρωσης της κατασκευής. Εικόνα 4.1:Οι ψηλότερες κτιριακές κατασκευές στον κόσμο Πηγή [10] 57

58 Εικόνα 4.2:Δομικά συστήματα ψηλών κτιρίων από σκυρόδεμα Πηγή [12] Εικόνα 4.3:Εξέλιξη των δομικών συστημάτων των ψηλών κτιρίων Πηγή [12] 58

59 Εικόνα 4.4:Σύστημα παραλαβής οριζόντιων φορτίσεων σε ψηλά κτίρια Πηγή [13] Εικόνα 4.5:Επίδραση της μορφής και του μεγέθους της πλάκας στο κόστος κατασκευής των ψηλών κτιρίων Πηγή [10] 59

60 Εικόνα 4.6:Επίδραση της αύξησης του αριθμού των ορόφων στο κόστος κατασκευής Πηγή [13] 60

61 4.2 Το υψηλότερο κτίριο στον κόσμο - Burj Khalifa Το Burj Khalifa στο Ντουμπάι είναι η υψηλότερη κτιριακή κατασκευή σήμερα,αποτελείται από 162 ορόφους και έχει ύψος 828 μέτρα. Η κατασκευή του διήρκησε περίπου 5 χρόνια. Το κτίριο αυτό κατασκευάστηκε με ένα ιδιαίτερο σχήμα (ένας κεντρικός πυρήνας με τρεις πτέρυγες) που συνδέεται άμεσα με ένα λουλούδι της περιοχής και ενσωματώνεται από την ισλαμική αρχιτεκτονική. Κάθε πτέρυγα αποτελείται από τέσσερις κοιλότητες. Σε κάθε έβδομο όροφο απομακρύνεται μία εξωτερική κοιλότητα καθώς αυξάνεται το ύψος. Σε αντίθεση με τα περισσότερα πολυώροφα κτίρια τα οποία χαρακτηρίζονται από μεγάλα πάχη πλακών, στο συγκεκριμένο κτίριο επιλέχθηκε διατομή πλάκας Y ένα σχήμα που επιτρέπει τη μεγιστοποίηση της ορατότητας και της παροχής φυσικού φωτός. Η υπερκατασκευή του Burj Khalifa έχει σχεδιαστεί ως ένα κτίριο εξολοκλήρου από οπλισμένο σκυρόδεμα υψηλής αντοχής από το επίπεδο θεμελίωσης έως το επίπεδο 156,ενώ οι ανώτεροι όροφοι,από το επίπεδο 156 έως το υψηλότερο σημείο, είναι κατασκευασμένοι από δομικό χάλυβα. Στην κατασκευή αυτού του κτιρίου κυρίαρχο υλικό είναι το σκυρόδεμα υψηλής επιτελεστικότητας. Οι λόγοι που οδήγησαν στην επιλογή αυτή ήταν πολλοί και συνδέονται με τις ιδιότητες του υλικού (η υψηλή αντοχή, η δυσκαμψία, η ικανότητα χύτευσης, η συνέχεια του φέροντος συστήματος, η δυνατότητα άντλησης καθώς και η ταχύτητα κατασκευής ),με τις τοπικές συνθήκες και το σύστημα παραγωγής έργων (μεγάλη διαθεσιμότητα σκυροδέματος και προηγμένων τεχνολογικά συστημάτων ξυλοτύπων) καθώς και με το σκοπό του έργου (χρήση κυρίως για κατοικίες). Για την παραλαβή των οριζόντιων φορτίων υπάρχουν τα τοιχώματα του πυρήνα από οπλισμένο σκυρόδεμα τα όποια συνδέονται με τα εξωτερικά υποστυλώματα οπλισμένου σκυροδέματος μέσω μιας σειράς οριζόντιων διατμητικών τοιχωμάτων (πάνελ) στους ορόφους με το μηχανολογικό εξοπλισμό. Τα τοιχώματα του πυρήνα έχουν πάχος από 1,3 έως 0,5 m [14]. Η διαχείριση των φορτίων βαρύτητας είναι ιδιαίτερα κρίσιμη, δεδομένου ότι έχει άμεσο αντίκτυπο στη συνολική αποτελεσματικότητα και απόδοση του κτιρίου και θα πρέπει να αντιμετωπιστεί σε πρώιμο στάδιο του σχεδιασμού. Η ισορροπία μεταξύ της διαχείρισης των κατακόρυφων φορτίων και της ομαλής ροής των φορτίων αυτών για μέσου των στοιχείων του φέροντος οργανισμού απαιτεί σε βάθος τη γνώση και κατανόηση της συμπεριφοράς των υλικών και του δομικού συστήματος. 61

62 Ο άνεμος αποτελεί μια κρίσιμη φόρτιση στο σχεδιασμό των ψηλών κτιρίων. Η ανάπτυξη της επιστήμης της μηχανικής του ανέμου (wind engineering) έδωσε ώθηση στις κατασκευές σε μεγάλο ύψος επιτρέποντας την αντιμετώπιση του προβλήματος αυτού. Έτσι χρησιμοποιήθηκαν αρκετές τεχνικές στο σχεδιασμό του συγκεκριμένου κτιρίου για τον έλεγχο της δυναμικής απόκρισης του υπό φορτία ανέμου με την αποδιοργάνωση της δυνατότητας σχηματισμού στροβίλου ( συχνότητα και κατεύθυνση) σε όλο το ύψος του κτιρίου και την προσαρμογή των δυναμικών χαρακτηριστικών του για τη βελτίωση της δυναμικής συμπεριφοράς και την πρόληψη των δονήσεων. Επομένως λήφθηκαν τα ακόλουθα μέτρα: η μεταβολή του σχήματος του κτιρίου καθ 'ύψος ενώ διατηρείται, χωρίς διακοπή,η συνέχεια του δομικού συστήματος, η μείωση της κάτοψης κάθε ορόφου καθ 'ύψος, η χρήση αεροδυναμικού σχήματος σε όλο το ύψος του κτιρίου για την ελαχιστοποίηση της δύναμης του άνεμου και τέλος η αλλαγή του προσανατολισμού του κτιρίου με βάση τη δυσμενέστερη κατεύθυνση του ανέμου [14]. Το οριζόντια στοιχεία του δομικού συστήματος στους ορόφους κατοικίας αποτελούνται από μυκητοειδείς πλάκες πάχους 20 έως 30cm, που γεφυρώνουν ανοίγματα της τάξης των 9 m από τον πυρήνα έως τα εξωτερικά υποστυλώματα. Το δάπεδο στα άκρα του κτιρίου αποτελείται από μυκητοειδείς πλάκες πάχους 22,5 έως 25cm με την προσθήκη μυκήτων 15cm [14]. Εικόνα 4.7:Burj Khalifa - Σημερινή μορφή του κτιρίου Πηγή [14] 62

63 Εικόνα 4.8:Μεταβολή της διατομής καθ ύψος του κτιρίου Πηγή [14] Εικόνα 4.9:Κάτοψη τυπικού ορόφου στο Burj Khalifa Πηγή [14] 63

64 Εικόνα 4.10:Οριζόντιες φορτίσεις του κτιρίου και το σύστημα παραλαβής τους Πηγή [14] Εικόνα 4.11:Σχηματισμός στροβιλισμού με διαφορετικές συχνότητες συντονισμού σε όλο το ύψος του κτιρίου Πηγή [14] 64

65 4.3 Περιπτώσεις κατασκευής κτιριακών έργων στη Γερμανία Παρακάτω παρατίθενται ορισμένα κτιριακά έργα,μικρότερης βέβαια κλίμακας σε σχέση με την προηγούμενη αναφορά, που κατασκευάστηκαν στη Γερμανία και αποτελούν καινοτόμα παραδείγματα εφαρμογής των σύγχρονων τεχνικών. Έθεσαν νέα κριτήρια στην οικονομία, στην κτιριακή διαφάνεια αλλά και στη μείωση του χρόνου κατασκευής των ψηλών κτιρίων. Η χρήση των συστημάτων των πλακών χωρίς δοκούς σε συνδυασμό με τις εξελίξεις του προεντεταμένου σκυροδέματος έδωσαν αξιόλογα αποτελέσματα σε 3 περιπτώσεις κτιριακών έργων διεθνούς εμβέλειας. Έτσι η χρήση της μερικής προέντασης και της προέντασης χωρίς συνάφεια με στόχο την αύξηση της αντοχής έδωσαν ιδιαίτερη ώθηση στην ταχύτητα κατασκευής και ολοκλήρωσης των έργων. Αν και η σεισμική φόρτιση δεν αποτελεί κρίσιμο παράγοντα στο σχεδιασμό των έργων στη Γερμανία αντίθετα με ότι συμβαίνει στη χώρα μας, ωστόσο είναι δυνατόν μέσω των καταλλήλων επιλογών κατά το σχεδιασμό του δομικού συστήματος, να επιτευχθούν παρόμοια εντυπωσιακά αποτελέσματα στο χρόνο και στο κόστος κατασκευής, αξιοποιώντας συστήματα και μεθόδους που είναι ήδη διαδεδομένα στο εξωτερικό. Κτίριο διοίκησης δημόσιας επιχείρησης ενέργειας στη Στουτγάρδη [15] Το εξαώροφο κτίριο σε σχήμα Π έχει όγκο m 3 με m 2 επιφάνεια πλακών. Οι εξωτερικές διαστάσεις είναι 84,5m x 84,5m. Οι πλάκες έχουν πάχος 30cm και τα ανοίγματα τους ανέρχονται στα 8,64m x 8,64m, ενώ οι πρόβολοι κατά μήκος της περιφέρειας στα 3,6 m.τα κυκλικά υποστυλώματα του φορέα οπλισμένου σκυροδέματος έχουν διατομή cm. Για την ασφάλεια έναντι διατρήσεως τοποθετήθηκαν οπλισμοί διάτρησης. Το κτίριο δεν έχει αρμούς και η συνολική ανάληψη των οριζόντιων φορτίων σεισμού και ανέμου παραλαμβάνεται μέσω του φρεατίου του ασανσέρ και των 4 πυργίσκων των κλιμακοστασίων. Τα βέλη κάμψης των πλακών έπρεπε να είναι περιορισμένα εξαιτίας της ευαισθησίας της πρόσοψης στις μετακινήσεις. Επιπλέον οι πλάκες έπρεπε να σχεδιαστούν χωρίς αρμούς και ρωγμές ώστε οι κάτω επιφάνειες του σκυροδέματος να χρησιμοποιηθούν με τον καλύτερο τρόπο για τον αντικατοπτρισμό του φωτός και να παραμείνουν στεγανές με βάση το σύστημα εξαερισμού του κτιρίου. Αποτελεί ένα παράδειγμα εφαρμογής της προέντασης χωρίς συνάφειας σε μεγάλα ανοίγματα και προβόλους χωρίς τη χρήση δοκών στο δομικό σύστημα. 65

66 Ο τρόπος κατασκευής των οριζόντιων στοιχείων του φέροντος οργανισμού έγινε ως εξής: Καλούπωμα των μυκητοειδών πλακών Τοποθέτηση του κάτω οπλισμού Τοποθέτηση των προεντεταμένων καλωδίων Τοποθέτηση του άνω οπλισμού Σκυροδέτηση της μυκητοειδούς πλάκας Διαδικασία προέντασης 25% μετά από μία ημέρα(τάση σκυροδέματος (16 N/mm 2 ) Ξεκαλούπωμα (1 μέρα μετά τη σκυροδέτηση εκτός των βοηθητικών στηριγμάτων) Διαδικασία προέντασης 100% μετά από 6-7 ημέρες τάση σκυροδέματος (32 N/mm 2 ) Αξίζει να αναφερθεί πως στα συνολικά 46 εκατομμύρια γερμανικών μάρκων με κόστος σκελετού τα 10 εκ. μάρκα (140 μάρκα / m 3 χώρου) υπήρξε εξοικονόμηση 1,5 εκ. μάρκων λόγω της απουσίας των δοκών. Επιπλέον εξοικονόμηση υπήρξε στις συμπληρωματικές εργασίες λόγω μείωσης του ύψους και της εύκολης τοποθέτησης των διαχωριστικών τοίχων, των σωληνώσεων της κατασκευής πρόσοψης. Η εναλλακτική λύση προέβλεπε δοκούς και ανεστραμμένες δοκούς ύψους 70 τοποθετημένα σε ράστερ στους άξονες των υποστυλωμάτων. Τα μειονεκτήματα αυτής της λύσης ήταν πολλά και σχετίζονται με το υψηλό κόστος για καλούπωμα και τοποθέτηση του οπλισμού, τη δύσκολη τοποθέτηση των διαχωριστικών τοίχων και των σωληνώσεων καθώς και με δυσκολίες μελλοντικής επέκτασης. Τέλος θα αυξανόταν το ύψος του κτιρίου κατά 6 x 70 cm=4,2 m, δηλαδή κατά έναν ολόκληρο όροφο. 66

67 Εικόνα 4.12:Κάτοψη κτιρίου EVT Πηγή [15] Εικόνα 4.13: Πλάκες χωρίς δοκούς στο κτίριο EVT Πηγή [15] 67

68 Εικόνα 4.14:Οπλισμός διάτρησης Deha στην περιοχή του υποστυλώματος Πηγή [15] Κρατική πιστωτική τράπεζα Στουτγάρδη[15] Το συγκεκριμένο έργο αποτελείται από ένα επταώροφο κτίριο γραφείων σχήματος Γ, ένα κυκλικό κτίριο με εκθεσιακούς χώρους και χώρους συνεδρίων, ένα τριγωνικό κτίριο με εστιατόρια και από ένα τριώροφο υπόγειο σε όλη την έκταση του συγκροτήματος. Τα 3 αυτά κτίρια είναι ενωμένα μέσω μιας γυάλινης αίθουσας αναμονής. Ο συνολικός όγκος ανέρχεται στα m 3 και η συνολική επιφάνεια στα m 2. Το επταώροφο κτίριο αποτελείται από 2 πτέρυγες με μήκος η μία 90m και 120m η άλλη και πλάτος 12,5 m κάθε μία. Στόχος ήταν η παραγωγή μίας κατασκευής χωρίς αρμούς. Το δομικό σύστημα αποτελείται από μυκητοειδείς πλάκες πάχους 25cm. Εξαιτίας της διάταξης των υποστυλωμάτων (5m x 7,5m) χρησιμοποιήθηκε η προένταση στη διαμήκη διεύθυνση ώστε να εξασφαλιστεί η αποφυγή ρωγμών λόγω συστολής ξήρανσης, ενώ στην εγκάρσια διεύθυνση δεν εφαρμόστηκε προένταση. Τοποθετήθηκαν σε κάθε πλάκα 28 με 42 καλώδια προέντασης σε ομάδες των 2 και 4 καλωδίων στο κέντρο της διατομής. Μετά από 1 ημέρα από τη σκυροδέτηση των πλακών εφαρμόστηκε δύναμη προέντασης στο 25%, ενώ μετά από 6 ημέρες εφαρμόστηκε η πλήρης προένταση(100%). Το υψηλότερο κόστος του οπλισμού προέντασης καλύπτεται από τη μείωση του χαλαρού οπλισμού. Το διώροφο τριγωνικό κτίριο έχει μήκος πλευρών 36 m και πάχος πλάκας 40 cm.το δομικό σύστημα είναι ανάλογο με αυτό που χρησιμοποιήθηκε στο κυρίως κτίριο(πλάκες χωρίς δοκούς και προένταση). Με την αποφυγή των δοκαριών 68

69 μειώθηκε το ύψος του κτιρίου κατά 2m, επιτυγχάνοντας σημαντική εξοικονόμηση χρημάτων, και μείωση του όγκου του χωρικού συστήματος επιτρέποντας την ορατότητα σε έναν ακόμη όροφο του κυρίως κτιρίου. Το τριώροφο κυκλικό κτίριο έχει διάμετρο 32 m. Οι πλάκες εδράζονται σε μία εσχάρα από 4 προεντεταμένες δοκούς. Εικόνα 4.15:Τρισδιάστατη απεικόνιση των κτιρίων της πιστωτικής τράπεζας στη Στουτγάρδη Πηγή [15] Ξενοδοχείο Stuttgart International[15] Το κτίριο αυτό ύψους 85m που αποτελείται από 25 ορόφους ήταν το πρώτο κτίριο στην Ευρώπη που χτίσθηκε με μυκητοειδείς πλάκες με προένταση χωρίς συνάφεια. Οι πλάκες με πάχος 25 cm έχουν ανοίγματα από 6m έως 13m και προβόλους 2,9m. Η ανάληψη των οριζόντιων καταπονήσεων έγινε μέσω των πυρήνων του κλιμακοστασίου και του ανελκυστήρα. Τα υποστυλώματα κατασκευάστηκαν από οπλισμένο σκυρόδεμα υψηλής αντοχής με αποτέλεσμα οι διατομές στους χαμηλότερους ορόφους να κυμαίνονται ανάμεσα στα 65cm και 75cm. Η τεχνολογία του σκυροδέματος και της προέντασης είναι ανάλογη με αυτή του κτιρίου διοίκησης δημόσιας επιχείρησης ενέργειας στη Στουτγάρδη. Σημαντικό πλεονέκτημα της προέντασης χωρίς συνάφεια είναι η μείωση του βάρους του κτιρίου.και η μείωση της μάζας στους ορόφους. 69

70 Το κτίριο υψώθηκε σε χρόνο ρεκόρ για τις κατασκευές σκυροδέματος καθώς ο απαιτούμενος χρόνος για την κατασκευή κάθε τομέα ορόφου ήταν μόνο 4 ημέρες. «Ενώ στον 17 όροφο σκυροδετούσαν την πλάκα στους κάτω ορόφους τοποθετούνταν τις μοκέτες». Σε κάθε πλάκα λόγω απουσίας των δοκών υπήρξε μείωση του ύψους κατά 30 περίπου ανά όροφο με αποτέλεσμα τη μείωση του συνολικού ύψους κατά 3 ορόφους. Επομένως, με την ίδια επιφάνεια χρήσεως είχαμε μία αξιοσημείωτη μείωση του κόστους. Εικόνα 4.16:Ξενοδοχειακό συγκρότημα SI και θέατρο Musical-Theater Πηγή [15] Εικόνα 4.17:Κατασκευή ξενοδοχείου Stuttgart International Πηγή [15] 70

71 Η κατασκευή των κτιριακών έργων, στη σύγχρονη εποχή, έδωσε νέες διαστάσεις στο σχεδιασμό. Εκτός από τα κριτήρια της ασφάλειας και λειτουργικότητας που πρέπει να πληροί ειδικά ένα οικοδομικό έργο, σημαντικό ρόλο πλέον κατέχουν και τα οικονομοτεχνικά του χαρακτηριστικά. Κυρίαρχη θέση κατέχει το κόστος κατασκευής που συνδέεται άμεσα με το χρόνο κατασκευής του έργου. Η ταχύτητα κατασκευής αποτελεί πλέον καθοριστική παράμετρο και η μείωση του χρόνου ανεγέρσεως ενός πολυώροφου έργου μπορεί να δώσει ισχυρό ανταγωνιστικό πλεονέκτημα στον ανάδοχο. Η σύγχρονη τάση είναι χωρίς αμφιβολία ψηλότερα κτίρια στο μικρότερο δυνατό χρόνο ικανοποιώντας τις απαιτήσεις της ασφάλειαςαντοχής και της οικονομικής αποδοτικότητας. Στην κατεύθυνση αυτήν καθοριστικό ρόλο παίζει η πρόοδος της τεχνολογίας παραγωγής των κτιριακών,τόσο από την σκοπιά των δομικών υλικών όσο και από τη σκοπιά των προηγμένων τεχνολογικών εφαρμογών και μεθόδων παραγωγής. Καθώς,όπως φαίνεται, ο ρόλος του χρόνου και του κόστους παραγωγής συνεχώς ενισχύεται, καταλυτικό ρόλο παίζουν και οι τεχνικές της οργάνωσης και διαχείρισης των έργων (Project Management), που διευκολύνουν τη διαδικασία σχεδιασμού και παραγωγής και στοχεύουν στην επίτευξη του καλύτερου δυνατού αποτελέσματος από άποψη χρόνου, κόστους και ποιότητας τελικού προϊόντος. 71

72 4.4 Ο ρόλος της διαχείρισης έργων - Project Management Σύμφωνα με το PMBOK (Project Management Body of Knowledge) ως διαχείριση έργων ορίζεται η διαδικασία κατά την οποία εφαρμόζουμε γνώσεις (knowledge), δεξιότητες (skills), εργαλεία (tools) και τεχνικές (techniques) κατά την εκτέλεση των δραστηριοτήτων ενός έργου, με στόχο να ικανοποιήσουμε τις απαιτήσεις και τις προσδοκίες των συμμετεχόντων (stakeholders). Η διαχείριση έργων επομένως προσπαθεί να ιεραρχήσει τους στόχους ενός έργου σε σχέση με την ποιότητα του τελικού αποτελέσματος, τη διάρκεια του έργου και το συνολικό κόστος του [16]. Στόχος των διαδικασιών διαχείρισης χρόνου έργου (project time management)είναι η εξασφάλιση της έγκαιρης παράδοσης του έργου. Για το σκοπό αυτό χρειάζεται να προσδιορίσουμε τις δραστηριότητες που απαιτούνται για την εκτέλεση του έργου, την αλληλουχία των δραστηριοτήτων, τη διάρκεια της καθεμιάς, τους περιορισμούς που υπάρχουν κ.ά. Το τελικό αποτέλεσμα είναι το χρονοδιάγραμμα (workplan) του έργου. To χρονοδιάγραμμα αποτελεί βασικό εργαλείο διαχείρισης και ελέγχου του έργου και χρησιμοποιείται για το συντονισμό του προσωπικού του έργου, των πόρων, των εργασιών κ.ά. Καθυστερήσεις στην εκτέλεση των επιμέρους δραστηριοτήτων οδηγούν σε αύξηση του κόστους και σε συνολική καθυστέρηση του έργου. Η διαχείριση κόστους έργου (project cost management)αποτελεί βασική γνωστική περιοχή της διαχείρισης έργων, επειδή η οικονομική συνιστώσα είναι παρούσα και σημαντική σε όλα τα έργα. Βασικός στόχος της διαχείρισης κόστους αποτελεί η σύνταξη και η παρακολούθηση του προϋπολογισμού (budget) του έργου. Για τη σύνταξη του προϋπολογισμού απαιτείται η λεπτομερής κοστολόγηση όλων των δραστηριοτήτων αλλά και των πόρων που απαιτούνται για την εκτέλεση του έργου. Η επιτυχής παρακολούθηση του κόστους συνεπάγεται την όσο το δυνατόν γρηγορότερη καταγραφή των αποκλίσεων του κόστους, με σκοπό τη λήψη διορθωτικών μέτρων. Η διαχείριση ποιότητας (project quality management)σε ένα έργο περιλαμβάνει το σχεδιασμό ποιότητας (quality planning), τη διασφάλιση ποιότητας (quality assurance) και τον ποιοτικό έλεγχο (quality control). Στόχος αυτών των τριών διαδικασιών είναι να εξασφαλίσουμε ότι το αποτέλεσμα του έργου ικανοποιεί τις ανάγκες. Για τη μέτρηση της ποιότητας μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε διαφορετικές οπτικές γωνίες, 72

73 ανάλογα με τις προτεραιότητες των συμμετεχόντων. Για παράδειγμα, μπορούμε να μετρήσουμε την απόδοση του συστήματος (performance), τα λειτουργικά του χαρακτηριστικά (features), την αξιοπιστία του (reliability), την προσκόλληση στις προδιαγραφές και τα πρότυπα (conformance) κ.ά. Όλα αυτά προσδιορίζονται επακριβώς στη διαδικασία της ανάπτυξης του σχεδίου ποιότητας του έργου (project quality plan), το οποίο μεταξύ άλλων περιλαμβάνει τον ορισμό των διαδικασιών διασφάλισης ποιότητας και ποιοτικού ελέγχου. Η χρήση των αρχών της διαχείρισης έργων καθίσταται αναγκαία καθώς ο χρόνος αποτελεί πηγή ανταγωνιστικού πλεονεκτήματος, ο ρυθμός των τεχνολογικών αλλαγών αυξάνει ραγδαία, έχουν αυξηθεί οι ανάγκες για καινοτόμα προϊόντα και υπηρεσίες και τέλος αυξάνεται η πολυπλοκότητα των επιχειρήσεων, των προϊόντων και οι υπηρεσιών. Η συνολική πολυπλοκότητα ενός έργου καθορίζεται από την οργανωτική του πολυπλοκότητα ( πλήθος ατόμων,τμημάτων, δομών ), την πολυπλοκότητα των πόρων με βάση τον προϋπολογισμό του έργου, και από την τεχνολογική πολυπλοκότητα (χρήση μεθόδων). Τα κριτήρια επιτυχίας ενός έργου είναι η ολοκλήρωσή του εντός χρονοδιαγράμματος, εντός προϋπολογισμού, εντός των καθορισμένων προδιαγραφών ώστε να επιτευχθούν τα αναμενόμενα οφέλη από την κατασκευή του. Οι παράγοντες που επηρεάζουν την επιτυχία ή αποτυχία των έργων σχετίζονται με την πολυπλοκότητα τους, με τη διάρκεια του έργου και με το μέγεθος του έργου. Οι πηγές αβεβαιότητας σχετίζονται με θέματα χρονοπρογραμματισμού του έργου, κόστους, τεχνολογίας. Εικόνα 4.18:Αρχές διαχείρισης έργων-project Management Πηγή [16] 73

74 4.5 Μέθοδος γραμμικού προγραμματισμού - Line Of Balance Η πιο διαδεδομένη μέθοδος προγραμματισμού των έργων είναι η μέθοδος κρίσιμης διαδρομής ή Critical Path Method (CPM). Η μέθοδος της κρίσιμης διαδρομής (CPM) αποτελεί την κυρίαρχη τεχνική για τον σχεδιασμό και τον προγραμματισμό των τεχνικών έργων, από τα τέλη της δεκαετίας του Μαζί με τα διαγράμματα Gantt, που παρέχουν τη γραφική αναπαράσταση των δρομολογίων, αποτέλεσαν ένα από τα σημαντικότερα εργαλεία στη διαχείριση των έργων. Η CPM έχει αποδειχθεί ότι είναι μια πολύ ισχυρή τεχνική για το σχεδιασμό, τον προγραμματισμό και τον έλεγχο των έργων, ιδίως για τις πολύπλοκες και μη επαναλαμβανόμενες εργασίες. Οι επαναλαμβανόμενες δραστηριότητες συχνά χαρακτηρίζονται από μη ισορροπημένους ρυθμούς παραγωγής, που μπορεί να οδηγήσουν σε απρόβλεπτες καθυστερήσεις στο έργο και, κατά συνέπεια, στην αναποτελεσματική χρήση των πόρων. Η μέθοδος CPM εστιάζει κυρίως στις δραστηριότητες, και στη λογική τους σύνδεση (αλληλουχία), ενώ υποθέτει ότι υπάρχουν απεριόριστοι πόροι που διατίθενται για την εκτέλεση της εργασίας. Κατά συνέπεια, τα διαγράμματα Gantt με τα οποία συνδυάζεται η CPM,μπορεί να οδηγήσουν σε ασυνεχή χρήση των πόρων και συνεπώς σε διακοπές στην κατασκευαστική διαδικασία. Είναι δύσκολο να ελεγχθεί από ένα διάγραμμα Gantt η προβλεπόμενη χρήση των διαθέσιμων πόρων σε κάθε δραστηριότητα καθώς διαφέρουν οι απαιτούμενες ποσότητες εργασίας και ο ρυθμός διεξαγωγής κάθε μίας από αυτές. Συνήθως, σε μεγάλα έργα όπως τα πολυώροφα κτίρια, ο ακριβής προγραμματισμός είναι σχεδόν ανέφικτος εξαιτίας της έλλειψης πληροφόρησης σχετικά με την πραγματική διάρκεια των επιμέρους δραστηριοτήτων και τη διαθεσιμότητα και έγκαιρη παράδοση των απαιτούμενων πόρων. Μία μέθοδος προγραμματισμού και έλεγχου της παραγωγικής διαδικασίας που προσπαθεί να ξεπεράσει τις δυσκολίες εφαρμογής της μεθόδου κρίσιμης διαδρομής - CPM, στα πολυώροφα κτίρια είναι η τεχνική της γραμμής της ισορροπίας - Line of Balance (LOB). Η τεχνική αυτή βρίσκει ιδιαίτερη εφαρμογή στα έργα με επαναληψιμότητα,όπως τα υψηλά κτίρια. Αυτού του είδους οι τεχνικές είναι γνωστές ως γραμμικός προγραμματισμός. Τα τεχνικά έργα που χαρακτηρίζονται ως γραμμικά διακρίνονται σε δύο κατηγορίες: τα έργα τα οποία είναι γραμμικά εξαιτίας της ομοιόμορφης επανάληψης μιας ενότητας εργασιών όπως η κατασκευή του τυπικού 74

75 ορόφου ενός πολυώροφου κτιρίου ή πολλαπλές μεμονωμένες κατοικίες και τα έργα τα οποία χαρακτηρίζονται ως γραμμικά κυρίως εξαιτίας της γεωμετρικής τους υπόστασης και όχι τόσο για την επαναληψιμότητά τους όπως η κατασκευή ενός δρόμου ή ενός αγωγού. Η κύρια ιδέα πάνω στην οποία βασίζεται η μέθοδος είναι η συνέχεια των εργασιών χωρίς διακοπές ή αλλαγές των ομάδων εργασίας κατά τη διάρκεια της κατασκευαστικής διαδικασίας. Οι ομάδες εργασίας εργάζονται με συγκεκριμένο ρυθμό παραγωγής, και δε λαμβάνονται υπόψη ούτε εισάγονται στο χρονοδιάγραμμα καθυστερήσεις. Είναι ευνόητο πως αυτή η μέθοδος προγραμματισμού συνδυάζεται και αντιπροσωπεύει μια σύγχρονη φιλοσοφία για την κατασκευαστική διαδικασία και τις διάφορες φάσεις της [17]. Τα κύρια πλεονεκτήματα της μεθόδου LOB είναι η γραφική παρουσίαση της, η εύκολη κατανόηση του χρονοδιαγράμματος και των στόχων του σχεδιασμού. Η μέθοδος LOB μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον συντονισμό πολλαπλών επαναλαμβανόμενων εργασιών και τον εντοπισμό πιθανών καθυστερήσεων ή περιόδων αδράνειας κατά τη διαδικασία κατασκευής. Πλέον αποτελεί κοινή πρακτική η χρήση της στο σχεδιασμό πολυώροφων κτιρίων, όπου πολλά από τα τμήματα της διαδικασίας κατασκευής είναι ίδια. Για να αναπτυχτεί ένα ιδανικό χρονοδιάγραμμα LOB, πολλοί παράγοντες πρέπει να ληφθούν υπόψη, με κύριο τη σειρά των δραστηριοτήτων-φάσεων του έργου. Η μέθοδος LOB είναι ένα εξαιρετικά χρήσιμο εργαλείο τόσο για τον προγραμματισμό του έργου όσο και για την παρακολούθηση του καθώς μπορεί να δείξει ρυθμό προόδου των εργασιών με βάση την κλίση της γραμμής, ενώ το γράφημα στην περίπτωση του απλού χρονοδιαγράμματος δεν μπορεί να δείξει ρυθμό προόδου της κατασκευής [18]. Χρησιμοποιώντας τη μέθοδο LOB είναι δυνατόν να εντοπιστεί αν το έργο θα ολοκληρωθεί στον προκαθορισμένο χρόνο ή να εντοπιστεί αν υπάρχει κάποια δραστηριότητα που μπορεί να προκαλέσει καθυστέρηση. Η μέθοδος κρίσιμης διαδρομής (CPM) παρουσιάζει τη δραστηριότητα στο σύνολό της με τη διάρκεια και την ημερομηνία λήξης της. Επομένως, δε μπορεί να ελεγχθεί αν το έργο θα ολοκληρωθεί στο επιθυμητό χρονικό διάστημα μέχρις ότου η συγκεκριμένη δραστηριότητα να υπερβεί τον αρχικά προγραμματισμένο χρόνο της. Μόλις ξεκινήσει η κατασκευή, η πρόοδος των εργασιών παρακολουθείται χρησιμοποιώντας το διάγραμμα LOB. Με την αποτύπωση της πραγματικής εργασίας σε σχέση με το προτεινόμενο χρονοδιάγραμμα, διαπιστώνεται αν το έργο προχωρά με βάση τον αρχικό προγραμματισμό. Έτσι σε περίπτωση απόκλισης από το 75

76 χρονοδιάγραμμα μπορούν να ληφθούν διορθωτικά μέτρα, αυξάνοντας τα υλικά ή τις ώρες εργασίας. Επομένως μπορεί να αποφευχθούν καθυστερήσεις στο μέλλον, ή θέματα που προέρχονται από αλληλοτεμνόμενες (αλληλοσυγκρουόμενες) δραστηριότητες. Με το διάγραμμα LOB, μπορεί κανείς να εντοπίσει την κλίση της καμπύλης της πραγματικής εργασίας, καθώς και την κλίση της αρχικά καθορισμένης εργασίας και στην περίπτωση που δε συμπίπτουν,λαμβάνονται διορθωτικά μέτρα για να παραμείνει ανεπηρέαστη η επόμενη εργασία. Έτσι,σε αντίθεση με τα συμβατικά διαγράμματα τα οποία εμφανίζουν μόνο το χρονικό διάστημα, η μεθοδολογία LOB δείχνει το ρυθμό παραγωγής, γεγονός που την καθιστά μοναδική και ιδιαίτερα χρήσιμη. Ωστόσο η μέθοδος αυτή δεν κατάφερε να κυριαρχήσει εξαιτίας της ευρείας διάδοσης και χρήσης της άλλης μεθόδου (CPM). Η χρήση της μεθόδου LOB για επαναλαμβανόμενες διαδικασίες επιτρέπει τον ακριβέστερο προγραμματισμό του χρόνου και τον προϋπολογισμό του κόστους. Το διάγραμμα της συγκεκριμένης μεθόδου έχει τη δυνατότητα να δείξει σε ποιο σημείο βρίσκεται η παραγωγή και τη σχέση της με τον αρχικά καθορισμένο ρυθμό διεξαγωγής των δραστηριοτήτων. Δείχνει επίσης τις αλλαγές που ενδέχεται να προκύψουν στην ημερομηνία ολοκλήρωσης του έργου και μπορεί να βοηθήσει το διαχειριστή του έργου να λάβει τα κατάλληλα μέτρα για να επιτευχθεί ο επιθυμητός ρυθμός [18]. Στη γραφική απεικόνιση, οι επαναλαμβανόμενες δραστηριότητες παρουσιάζονται ως ευθείες γραμμές των οποίων η κλίση είναι δυνατόν να αλλάζει κατά μήκος της καμπύλης. Η κλίση των ευθειών εκφράζει το ρυθμό της παραγωγικής διαδικασίας ενώ ο οριζόντιος άξονας αναφέρεται στο χρόνο και ο κατακόρυφος στις μονάδες του τελικού προϊόντος (τυπικός όροφος). Ένα σημαντικό πλεονέκτημα του διαγράμματος αυτού είναι ότι οι αρχικά προγραμματισμένοι χρόνοι των δραστηριοτήτων κατά μήκος των επαναλαμβανόμενων διαδικασιών κατασκευής παρουσιάζονται σε ένα μόνο διάγραμμα που είναι εύκολα κατανοητό. Απαραίτητες προϋποθέσεις για την επιτυχία της μεθοδολογίας είναι η εύρεση της σωστής ποσότητας των απαιτούμενων πόρων, η διατήρηση σταθερού ρυθμού εργασίας από τα συνεργεία, η διατήρηση της συνέχειας των εργασιών για κάθε συνεργείο, η πρόβλεψη των απαραίτητων χρονικών διαστημάτων μεταξύ των δραστηριοτήτων στο ίδιο στάδιο αλλά και ανάμεσα στις δραστηριότητες σε διαφορετικά στάδια. Η εφαρμογή της μεθόδου LOB εντάσσεται σε ένα νέο μοντέλο σχεδιασμού και ελέγχου της παραγωγικής διαδικασίας των κατασκευών το οποίο προσπαθεί να 76

77 επιλύσει τα διάφορα προβλήματα που προκύπτουν καθιστώντας τη διαδικασία παραγωγής σαφέστερη και απλούστερη. Τα έργα με επαναληπτική φύση κατά τη φάση κατασκευής τους όπως τα πολυώροφα κτίρια επιτρέπουν την εργασία με ρυθμικό σχεδιασμό. Στην περίπτωση αυτή, προκειμένου να βρεθεί η βέλτιστη χρήση των πόρων (ανθρώπινου δυναμικού και εξοπλισμού),ώστε να επιτευχθεί το επιθυμητό αποτέλεσμα, απαιτείται ένας νέος τρόπος σχεδιασμού της παραγωγικής διαδικασίας με καθορισμένους ρυθμούς παραγωγής, όπως για παράδειγμα με όρους των μονάδων κατασκευής (δηλαδή, έναν όροφο / εβδομάδα, ένα διαμέρισμα / εβδομάδα, κ.λπ.). Εικόνα 4.19:Χαρακτηριστικά διαγράμματα γραμμικού προγραμματισμού Πηγή [18] Σε μια εποχή όπου στην Ελλάδα, η κατασκευαστική δραστηριότητα είναι περιορισμένη και τα ζητήματα του κόστους και χρόνου κατασκευής αποτελούν βασικούς παράγοντες για την παραγωγή των έργων σε σχέση με το παρελθόν, η μελέτη των εξελίξεων της σύγχρονης κατασκευαστικής βιομηχανίας αποκτά ιδιαίτερο ενδιαφέρον. 77

78 4.6 Επιτάχυνση της κατασκευαστικής διαδικασίας Η επιτάχυνση στην κατασκευαστική βιομηχανία αναφέρεται στην αύξηση του ρυθμού διεξαγωγής της διαδικασίας κατασκευής, ώστε να συμπληρωθεί το έργο στο μικρότερο δυνατό χρόνο. Οι λόγοι που απαιτούν αυτήν την επιτάχυνση είναι πολλοί και συνδέονται με τη φύση και τους ιδιαίτερους παράγοντες κάθε έργου. Η έμφαση στην ταχύτητα κατασκευής συνδυάζεται με σημαντικές εξελίξεις στην τεχνολογία της διαχείρισης των έργων (construction management). Ήδη αρκετά έργα γίνονται με βάση τους διαχειριστές των κατασκευών (construction managers),αντί του γνωστού σχήματος «μελετητική ομάδα γενικός εργολάβος». Η επιδίωξη ταχείας κατασκευής συνδυάζεται και με τις εξελίξεις στο χώρο των δομικών υλικών (νέα υλικά, βελτιωμένες ιδιότητες ήδη χρησιμοποιούμενων υλικών). Η ταχύτητα κατασκευής αποκτά τόση βαρύτητα για πολλούς λόγους: ο ανταγωνισμός μεταξύ των εταιριών, οι γενικά γρήγοροι ρυθμοί παραγωγής στις ανεπτυγμένες χώρες, το υψηλό κόστος της εργατοώρας στον τόπο του έργου, η ολοένα αυξανόμενη μηχανοποίηση των μέσων παραγωγής. Τέλος,πρέπει να σημειωθεί ότι στην εξέλιξη των υλικών και των δομικών συστημάτων η διάρκεια ζωής των κατασκευών δεν αποτελεί αναγκαστικά και σε κάθε περίπτωση την κύρια παράμετρο σχεδιασμού. Η βασική μέριμνα φαίνεται πως είναι η κατασκευή να παρουσιάζει τα βέλτιστα δυνατά χαρακτηριστικά όπως ανοίγματα, διαστάσεις των μελών, ευχέρεια και ταχύτητα κατασκευής, ώστε με ασφάλεια και για το απαραίτητο χρονικό διάστημα να ανταποκρίνονται στις ανάγκες για την εξυπηρέτηση των οποίων κατασκευάστηκε. Η έννοια του απαραίτητου χρονικού διαστήματος δεν έχει ακόμα προσδιοριστεί με σαφήνεια, αν και η ερμηνεία της έχει αρκετές τεχνικές, οικονομικές και νομικές επιπλοκές. Προς το παρόν αποτελεί γνωστικό αντικείμενο του επιστημονικού κλάδου που ασχολείται με τη μελέτη του κύκλου ζωής των κατασκευών (life cycle) [2]. Η πολυπλοκότητα και οι αυξανόμενες απαιτήσεις που διέπουν ένα μεγάλο μέρος των σύγχρονων κατασκευών καθιστούν απαραίτητη την χρήση τεχνικών διαχείρισης του χρόνου και του κόστους ενός έργου. Για την επίτευξη του επιθυμητού επιπέδου ποιότητας (αποδοτικής ικανοποίησης των εγκύρων απαιτήσεων των καταναλωτών) κάθε έργου, μέσα σε συγκεκριμένο χρόνο και προϋπολογισμό, απαιτείται στενή συνεργασία όλων των εμπλεκόμενων φορέων σε κάθε φάση του έργου : σχεδιασμός, μελέτη και κατασκευή. Επιπλέον, κρίσιμος είναι ο καθορισμός συγκεκριμένων 78

79 κριτήριων ποιότητας για τον έλεγχο του επίπεδου απόδοσης του έργου με στόχο την απρόσκοπτη ολοκλήρωση της κατασκευής. Πολλές φορές ο ανάδοχος του έργου επιδιώκει την γρήγορη ολοκλήρωση του έργου για να μειώσει το λειτουργικό κόστος του εργοταξίου, γενικά έξοδα και άλλες σχετικές επιβαρύνσεις ή να επιτρέψει στο προσωπικό του έργου να εργαστεί σε κάποιο άλλο έργο που ίσως είναι απαραίτητο. Επιπλέον, ίσως επιθυμεί την επιτάχυνση της κατασκευαστικής διαδικασίας προκειμένου να εξασφαλιστεί η ολοκλήρωση του έργου πριν από την ημερομηνία λήξης της σύμβασης με το κύριο του έργου. Ειδικά σε περιπτώσεις συμβάσεων όπου προβλέπεται πρόστιμο στον ανάδοχο του έργου σε περίπτωση μη έγκαιρης ολοκλήρωσης του έργου, η οποιαδήποτε καθυστέρηση συνεπάγεται ασφαλώς πρόσθετο κόστος για τον ανάδοχο. Επίσης η εξοικονόμηση χρόνου θα είναι προς όφελος του ακόμη περισσότερο, εάν υπάρχει χρηματικό κίνητρο στη σύμβαση για την έγκαιρη ολοκλήρωση του έργου. Ο εργοδότης ή κύριος του έργου επίσης μπορεί να απαιτήσει από έναν ανάδοχο την επιτάχυνση της κατασκευής, προκειμένου να παραδοθεί εγκαίρως το κτίριο και χωρίς καθυστερήσεις για την ταχύτερη δυνατή απόσβεση των επενδυμένων κεφαλαίων. Η νωρίτερη ολοκλήρωση του έργου, μπορεί να φέρει έσοδα ( π.χ. εισόδημα από ενοίκια του χώρου) δίνοντας έτσι τη δυνατότητα για μείωση των τόκων για τα δάνεια. Σε πολλές περιπτώσεις, η ημερομηνία ολοκλήρωσης του έργου είναι ζωτικής σημασίας για τον εργοδότη και κάθε παράταση του διαστήματος αυτού μπορεί να έχει πολύ σοβαρές επιπτώσεις. Με αυτές τις συνθήκες, μπορεί ακόμη να είναι στα συμφέροντα του εργοδότη να αποζημιώσει τον ανάδοχο για τυχόν επιπλέον κόστος που επιφέρει η επιτάχυνση των εργασιών, αντί να αντιμετωπίσει το κόστος από τις συνέπειες της μη παράδοσης του κτιρίου όταν απαιτείται. Ο εργοδότης μπορεί να επέμβει στην επιτάχυνση της κατασκευαστικής διαδικασίας μέσω αλλαγών στις προδιαγραφές του έργου, στο σχεδιασμό του και τέλος στο πεδίο εφαρμογής του έργου μέσω του σκοπού του. Στις περιπτώσεις που είναι απαραίτητη η επιτάχυνση της διαδικασίας κατασκευής είτε για να πραγματοποιούνται οι εργασίες γρηγορότερα είτε για να ολοκληρωθεί το έργο νωρίτερα, θα πρέπει ο ανάδοχος ή και ο εργοδότης θα σαφώς πρέπει να κάνουν αλλαγές στον τρόπο με τον οποίο πραγματοποιούνται οι διαδικασίες η και να εφεύρουν νέες τεχνικές. 79

80 Η αύξηση λοιπόν του ρυθμού των εργασιών και συνεπώς της ταχύτητας κατασκευής ενός έργου μπορεί να επιτευχτεί με τους παρακάτω τρόπους από την πλευρά του αναδόχου του έργου. Αύξηση των ωρών εργασίας Αύξηση της ποσότητας των χρησιμοποιούμενων πόρων Αλλαγές στο πρόγραμμα εργασίας Χρήση νέων μεθόδων εργασίας. Ειδικότερα, η εισαγωγή περισσότερων ωρών εργασίας θα αυξήσει το ρυθμό προόδου των διάφορων εργασιών και θα επιτρέψει την ολοκλήρωση του συνολικού έργου. Η πρόοδος του έργου μπορεί να επηρεαστεί θετικά από την αύξηση των ωρών εργασίας των συνεργείων που είναι υπεύθυνα για την παροχή, φόρτωση και προετοιμασία των υλικών κατασκευής. Αυτό έχει ιδιαίτερο νόημα σε ένα μεγάλο έργο και είναι απαραίτητο να υπάρχουν διαθέσιμα υλικά στις επιθυμητές θέσεις, ημερομηνίες και ποσότητες για να προχωρήσουν οι εργάτες το έργο. Τέλος θα μπορούσαν να καθιερωθούν διάφορες βάρδιες εργασίας κατά τη διάρκεια της ημέρας,αντί για αύξηση μίας ή δύο ωρών σε καθημερινή βάση. Η ταχύτητα της προόδου των εργασιών για την κατασκευή είναι συνήθως ανάλογη με την ποσότητα του εργασίας και την εποπτεία των διαθέσιμων πόρων. Σε γενικές γραμμές, ο ρυθμός προόδου αυξάνεται εάν η ποσότητα των πόρων αυξάνεται, συνεπώς ένας από τους τρόπους με τους οποίους ένας εργολάβος μπορεί να επιταχύνει ένα έργο είναι να αυξήσει τους διαθέσιμους πόρους. Άλλα πρόσθετα μέτρα που συμβάλλουν στη γρήγορη πρόοδο των εργασιών είναι η παροχή των γεννητριών (για την παροχή ενέργειας πριν από τη σύνδεση στο δίκτυο), ο νυχτερινός φωτισμός (για να επιτρέψει τη συνέχιση της εργασίας μετά την ημέρα) και διατάξεις που συμβάλλουν στην ταχύτατη ξήρανση των κατασκευών σκυροδέματος. Ωστόσο, στις κατασκευές σκυροδέματος όσο και αν αυξηθεί η ποσότητα των διαθέσιμων πόρων (υλικών και εξοπλισμού, ανθρώπινου δυναμικού) υπάρχει ένα χρονικό διάστημα το όποιο απαιτείται προκειμένου το σκυρόδεμα να σκληρυνθεί και να αποκτήσει την επιθυμητή αντοχή που είναι απαραίτητη προκειμένου να προχωρήσει η κατασκευή του έργου. Οι σύγχρονες εξελίξεις στο τομέα της επιστήμης των υλικών έδωσαν τη δυνατότητα για επέμβαση στα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του σκυροδέματος και τροποποίηση των τελικών ιδιοτήτων του( χρόνος πήξης, ανάπτυξη αντοχής και άλλα). 80

81 4.7 Επιτάχυνση της κατασκευής του φέροντος οργανισμού Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας δίνεται έμφαση στην αύξηση της ταχύτητας κατασκευής του φέροντος οργανισμού πολυώροφων κτιρίων από οπλισμένο σκυρόδεμα καθώς ο φέρων οργανισμός αποτελεί το σημαντικότερο τμήμα ενός κτιριακού έργου. Ο συνολικός χρόνος κατασκευής ενός κτιρίου είναι άμεσα συνδεδεμένος με το χρόνο που απαιτείται για την κατασκευή ενός τυπικού ορόφου του κτιρίου. Καθώς τα οριζόντια στοιχεία του κτιρίου (ειδικά οι πλάκες) αποτελούν το μεγαλύτερο τμήμα της κατασκευής ενός φέροντος οργανισμού χωρικού συστήματος, η κατασκευή τους αποτελεί κρίσιμο παράγοντα για τον καθορισμό των χρονικών απαιτήσεων του έργου. Επομένως, οι πλάκες ενός κτιρίου είναι εκείνο το τμήμα του φέροντος οργανισμού στο οποίο μπορούν να γίνουν ορισμένες τροποποιήσεις μέσω καταλλήλων επιλογών και να επιτευχθεί υψηλή ταχύτητα κατασκευής και σημαντική εξοικονόμηση χρόνου. Η σωστή εκτίμηση του απαιτούμενου χρόνου κατασκευής ενός επιλεγμένου συστήματος δαπέδου παρέχει επίσης μια καλή βάση για την πρόβλεψη του συνολικού χρόνου κατασκευής για ολόκληρο το κτίριο. Απαιτείται επομένως να γίνει η επιλογή του συστήματος δαπέδου που θα χρησιμοποιηθεί από το αρχικό στάδιο του σχεδιασμού του έργου [19]. Για τα ψηλά κτίρια γραφείων ή κατοικιών, η πρόοδος της κατασκευαστικής διαδικασίας αυξάνεται κατακόρυφα από όροφο σε όροφο. Επομένως η ολοκλήρωση ενός ορόφου αποτελεί κρίσιμο παράγοντα για την πρόοδο ολόκληρου του έργου. Ο ρυθμός επαναληψμότητας των ορόφων αλλά και η αλληλουχία των διαδικασιών από όροφο σε όροφο καθιστούν αναγκαία,σε περίπτωση επιθυμίας μείωσης του συνολικού χρόνου ανέγερσης του φέροντος οργανισμού, την επίτευξη ενός γρήγορου κύκλου κατασκευής ορόφου (fast floor cycle),δηλαδή την ελάττωση του απαιτούμενου χρόνου ολοκλήρωσης ενός τυπικού ορόφου. Επιπλέον, για να μειωθούν οι διαστάσεις των κατακόρυφων στοιχείων και οι απαιτήσεις της θεμελίωσης, θα πρέπει το βάρος της πλάκας να είναι το μικρότερο δυνατό, ικανοποιώντας βέβαια τα κριτήρια λειτουργικότητας και αστοχίας με βάση τους ισχύοντες κανονισμούς. Το ύψος του κτιρίου, το σχήμα και το μέγεθος της κάτοψης, η θέση του πυρήνα και οι αποστάσεις ανάμεσα στα υποστυλώματα συνδυάζονται για να καθορίσουν την πιο αποτελεσματική και οικονομικά αποδοτική λύση. Ανεξάρτητα από το δομικό 81

82 σύστημα που θα χρησιμοποιηθεί, η μάζα και το κόστος του φέροντα οργανισμού θα αυξηθεί ανάλογα με το ύψος. Τόσο η αποδοτικότητα των δομικών υλικών όσο και η ευκολία κατασκευής έχουν μεγάλη επίπτωση στο κόστος καθώς αυτό αυξάνεται με το ύψος. Ένας σημαντικός παράγοντας είναι το μέγεθος των δομικών μελών του φέροντος οργανισμού. Αυτό έχει σχέση με ευκολία και την ταχύτητα κατασκευής, αλλά και με τη δυνατότητα δημιουργίας ελκυστικών χώρων μέσα στο κτίριο που χαρακτηρίζονται από ευελιξία και αισθητική. Συνεπώς, η επιλογή του στατικού συστήματος καθορίζεται από το κόστος, τις επιτρεπόμενες από τους κανονισμούς μετακινήσεις του κτιρίου σε περίπτωση σεισμού (ή ανέμου), την αισθητική του χώρου, την ευκολία και την ταχύτητα κατασκευής. Σημαντικός παράγοντας στο σωστό σχεδιασμό ενός έργου είναι η επιλογή της τελικής λύσης,αφού ληφθούν υπόψη τα παραπάνω κριτήρια σε ένα πρώιμο στάδιο της διαδικασίας. Η μείωση του χρόνου κατασκευής του φέροντος οργανισμού μπορεί να επιτευχθεί με [12]: Τη χρήση της προκατασκευής Τη χρήση αυτοματοποιημένων μεθόδων Τη μείωση των δομικών μερών του συστήματος Χρήση πρωτοποριακών δομικών συστημάτων Χρήση πρωτοποριακής κατασκευαστικής διαδικασίας Χρήση τεχνικών project management Ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα στο σχεδιασμό και την κατασκευή των υψηλών κτιρίων είναι η δυνατότητα για τυποποίηση και επαναληψιμότητα που προσφέρουν σε όλα σχεδόν τα στοιχεία κόστους. Η επίτευξη της ταχύτητας κατασκευής είναι ζωτικής σημασίας για την επιτυχή και έγκαιρη παράδοση του έργου. Για τη βελτιστοποίηση του προγράμματος και την εξάλειψη των πιθανών πηγών καθυστέρησης κρίνεται απαραίτητη η χρήση της διαχείρισης έργων. Έτσι βασικά στοιχεία στον προγραμματισμό τέτοιων έργων είναι [19]: Διαχείριση και συντονισμός των εμπορικών δραστηριοτήτων στο χώρο του εργοταξίου, για να διατηρηθεί σταθερός ο κύκλος κατασκευής του δαπέδου 82

83 Διαχείριση εκτεταμένου σχεδιασμού και προγράμματος προμηθειών, προκειμένου να επιτραπεί στο μέγιστο δυνατό βαθμό η τυποποίηση και η ελαχιστοποίηση του χρόνου κατασκευής των δαπέδων. Βελτιστοποίηση της χρήσης των τυποποιημένων και καινοτόμων μεθόδων για την προώθηση της ταχείας ανεγέρσεως. 83

84 5 Μείωση χρόνου κατασκευής 5.1 Βασικά χαρακτηριστικά οπλισμένου σκυροδέματος Είναι παραδεκτό ότι στον τομέα των κτιριακών κατασκευών στον ελλαδικό χώρο, υπάρχει συντριπτική υπεροχή του οπλισμένου σκυροδέματος όσον αφορά τη χρήση του σε σχέση με το χάλυβα. Είναι ευρέως αποδεκτό πως χωρίς το σκυρόδεμα θα ήταν αδύνατη η κατασκευή σε μαζική κλίμακα πολυώροφων κτιρίων που να διαθέτουν αντισεισμική επάρκεια. Το γεγονός αυτό δεν είναι τυχαίο καθώς τα πλεονεκτήματα του οπλισμένου σκυροδέματος όπως η καλύτερη απόκριση στο σεισμό, η λειτουργικότητα αλλά και η αυξημένη πυρασφάλεια το έχουν εδραιώσει ως την πιο αξιόπιστη κατασκευαστική λύση σε σχέση με τις χαλύβδινες κατασκευές. Η χρήση των τελευταίων όμως έχει αυξηθεί τα τελευταία χρόνια καθώς έχουν τη δυνατότητα κάλυψης μεγαλύτερων ανοιγμάτων ενώ η κατασκευή τους γίνεται σε μικρό χρονικό διάστημα. Εντούτοις, οι κατασκευαστές συνεχίζουν να προτιμούν το οπλισμένο σκυρόδεμα με χαρακτηριστικό παράδειγμα την πόλη της Θεσσαλονίκης όπου οι κατασκευές από χάλυβα είναι ελάχιστες. Σήμερα το οπλισμένο σκυρόδεμα χρησιμοποιείται παγκοσμίως σε μια πληθώρα τεχνικών εφαρμογών και φυσικά κυριαρχεί και στα πολυώροφα κτιριακά έργα. Είναι πολύ εύκολο να διαπιστώσει κάποιος την κυριαρχία του οπλισμένου σκυροδέματος στην κατασκευή πολυκατοικιών στον Ελλαδικό χώρο αλλά και στην πόλη της Θεσσαλονίκης ειδικότερα. Το δομικό σύστημα καθώς επίσης και τα υλικά που θα χρησιμοποιηθούν για ένα πολυώροφο κτίριο αποτελούν μια κρίσιμη επιλογή που θα επηρεάσει παράγοντες όπως ο χρόνος και το κόστος κατασκευής και θα καθορίσει τη συνολική πορεία κατά τη φάση κατασκευής και αποτελεσματικότητα του έργου. Πολλοί παράγοντες θα πρέπει να εξεταστούν για την επίτευξη βέλτιστης αξίας και επίδοσης. Το φάσμα των επιλογών που προσφέρονται από το οπλισμένο σκυρόδεμα ταιριάζει σχεδόν στις ανάγκες και απαιτήσεις κάθε κτιριακού έργου, και επικρατεί στα περισσότερα κριτήρια επιλογής. Από τη σκοπιά του κόστους, οι ιδιότητες του σκυροδέματος, όπως η αντοχή, στα κτιριακά έργα συμβάλλουν στη μείωση των λειτουργικών εξόδων και του κόστους συντήρησης, αυξάνοντας την αξία και το συνολικό χρόνο του κύκλου ζωής. Επιπλέον, η εξοικονόμηση χρημάτων μπορεί να επιτευχθεί μέσω της ταχείας 84

85 κατασκευής του έργου με τη βοήθεια της σωστής διαχείρισης κατά τη φάση κατασκευής του. Η απόδοση των κτιρίων από σε σκυρόδεμα είναι εξαιρετική σε πολυάριθμους τομείς. Τα κτίρια αυτά προσφέρουν ανώτερη ακουστική μόνωση, υψηλή αντοχή στη φωτιά και στις σεισμικές δονήσεις, ενώ η θερμική μάζα του σκυροδέματος χρησιμοποιείται για την αποθήκευση και απελευθέρωση της ηλιακής ενέργειας συμβάλλοντας σε μια πιο οικονομικά αποδοτική λειτουργία θέρμανσης και ψύξης. Τα σκυρόδεμα ως υλικό είναι πολύ οικονομικό,καθώς τα υλικά που το συνθέτουν (νερό,άμμος, τσιμέντο) είναι φθηνά και προμηθεύονται εύκολα αφού προέρχονται από εγχώριες πρώτες ύλες. Επιπλέον είναι ένα εύχρηστο και εύπλαστο υλικό και για τις διάφορες φάσεις κατασκευής του δεν απαιτείται μεγάλη εξειδίκευση από τα συνεργεία. Το νωπό σκυρόδεμα μπορεί με τη χρήση κατάλληλου ξυλότυπου να πάρει οποιαδήποτε μορφή, καλύπτοντας όλες σχεδόν τις αρχιτεκτονικές απαιτήσεις. Το οπλισμένο σκυρόδεμα προσφέρεται για κατασκευή μονολιθικών φορέων, με πολλαπλούς βαθμούς στατικής αοριστίας προσφέροντας κατασκευές με μεγάλη αντοχή και ασφάλεια ειδικά σε περιοχές με έντονη σεισμικότητα όπως η Θεσσαλονίκη. Σε ένα πολυώροφο κτίριο κατοικιών ή χώρων γραφείων έχει βαρύνουσα σημασία ο κίνδυνος πυρκαγιάς και απαιτείται ιδιαίτερη αντοχή στη φωτιά. Ως μη εύφλεκτο υλικό το σκυρόδεμα σπάνια απαιτεί πρόσθετη πυροπροστασία, ενώ κατά τη διάρκεια μιας εκδήλωσης πυρκαγιάς κάνει δεν παράγει βλαβερές εκπομπές. Ο αργός ρυθμός μεταφοράς θερμότητας μέσω του υλικού αυτού αποτρέπει την εξάπλωση πυρκαγιάς, ενώ παρέχει προστασία στους ενοίκους και στους πυροσβέστες. Μετά από μια πυρκαγιά, οι κατασκευές από σκυρόδεμα γενικά παραμένουν ανέπαφες, επιτρέποντας την σχετικά γρήγορη επισκευή εξοικονομώντας χρόνο και χρήμα. Γενικά οι κατασκευές από σκυρόδεμα δε χρειάζονται συντήρηση παρά μόνο μετά από μεγάλο διάστημα από τη φάση κατασκευής τους ή μετά από κάποιο μεγάλο σεισμό. Τέλος η ευκολία παραγωγής και κατασκευής καθιστούν το υλικό ιδανικό για τη μικρή κλίμακα των τοπικών οικονομιών, σε αντίθεση με το χάλυβα που συνδέεται περισσότερο με την βιομηχανοποίηση και με μεγαλύτερης κλίμακας μονάδες παραγωγής [20]. Ωστόσο το σημαντικότερο μειονέκτημα του σκυροδέματος είναι το μεγάλο ίδιο βάρος του, γεγονός που καθιστά προβληματική τη χρήση του σε κατασκευές με μεγάλα ανοίγματα. Επίσης το ίδιο βάρος είναι υπεύθυνο για την αύξηση των διατομών των κατακόρυφων στοιχείων στους χαμηλότερους ορόφους,για τη 85

86 μεταφορά των φορτίων της ανωδομής στη θεμελίωση, γεγονός που δημιουργεί αντιαισθητικά και αντιοικονομικά αποτελέσματα. Η επί τόπου κατασκευή του στο εργοτάξιο απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή και έλεγχο,ώστε να επιτευχθεί τελικό αποτέλεσμα υψηλής ποιότητας. Τέλος σε περιπτώσεις βλαβών στο φέροντα οργανισμό μιας κατασκευής το κόστος επιδιόρθωσης είναι ιδιαίτερα αυξημένο και η επισκευή αρκετά δύσκολη. Ίσως τα μόνα πλεονεκτήματα που μπορούν να αναφερθούν για τις χαλύβδινες κατασκευές έναντι των κατασκευών από οπλισμένο σκυρόδεμα είναι η δυνατότητα καλύψεως μεγάλων ανοιγμάτων, χάριν στην ευνοϊκότερη σχέση μεταξύ αντοχής και ιδίου βάρους που διαθέτει ο χάλυβας ως προς το σκυρόδεμα και η ταχύτητα του χρόνου κατασκευής που είναι υπέρ του χάλυβα. Τα δύο όμως αυτά πλεονεκτήματα του χάλυβα δεν έχουν σπουδαίο αντίκρισμα στις οικοδομικές κατασκευές καθώς ελάχιστες τέτοιες κατασκευές ευρίσκονται μεταξύ των μυριάδων της Θεσσαλονίκης, διότι τα μεγάλα ανοίγματα αντιμετωπίζονται με το προεντεταμένο σκυρόδεμα οπότε μένει η υπεροχή του χάλυβα μόνο στον τομέα της ταχύτητας ανεγέρσεως του φέροντος οργανισμού. Σε μια συμβατική πολυώροφη κατασκευή από οπλισμένο σκυρόδεμα σε μια σεισμογενή περιοχή όπως η Θεσσαλονίκη τα στατικά συστήματα των φερόντων οργανισμών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν είναι τα εξής [21]: το πλαισιακό σύστημα (το φέρον σύστημα παραλαμβάνει κατακόρυφα και οριζόντια φορτία με χωρικά πλαίσια), το σύστημα τοιχείων (το φέρον σύστημα παραλαμβάνει κατακόρυφα και οριζόντια φορτία με φέροντα τοιχεία μεμονωμένα ή συζευγμένα με δοκούς συζεύξεως ), το δίδυμο ή διπλό σύστημα (τα κατακόρυφα φορτία παραλαμβάνονται κυρίως από το πλαισιακό σύστημα ενώ τα οριζόντια φορτία τόσο από το πλαισιακό όσο και από τα τοιχεία). Το συνηθέστερο δομικό σύστημα είναι το διπλό καθώς παρουσιάζει την καλύτερη σεισμική απόκριση. Έτσι οι περισσότερες πολυκατοικίες στη Θεσσαλονίκη αποτελούνται από πλαίσια (υποστυλώματα και δοκοί) και στις δύο διευθύνσεις διατεταγμένα σε όλη την κάτοψη,ενώ παράλληλα διαθέτουν τοιχώματα με τη μορφή πυρήνα κυρίως στη θέση του κλιμακοστασίου και του ανελκυστήρα καθώς και μεμονωμένα τοιχώματα ομοιόμορφα τοποθετημένα εκατέρωθεν του πυρήνα. 86

87 Επομένως, η κατασκευή του φέροντος οργανισμού συνίσταται στην κατασκευή αρχικά των κατακόρυφων στοιχείων (υποστυλωμάτων και τοιχωμάτων) και στη συνέχεια των οριζόντιων στοιχείων (δοκών και πλακών). 87

88 5.2 Συμβατικός χρόνος κατασκευής του φέροντος οργανισμού ενός κτιριακού έργου Η διαδικασία κατασκευής είναι μία εξαιρετικά πολύπλοκη διαδικασία με πολλούς αστάθμητους παράγοντες και που απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή ώστε να επιτευχθεί το επιθυμητό αποτέλεσμα (ολοκλήρωση εντός του προκαθορισμένου χρόνου και προϋπολογισμού). Το μέγεθος του εκάστοτε έργου καθώς και ο αριθμός των συνεργείων που εργάζονται στην κατασκευή καθορίζουν ουσιαστικά το χρόνο που απαιτείται για την ανέγερση του φέροντος οργανισμού. Παράγοντες όπως οι ιδιαίτερες απαιτήσεις των αρχιτεκτονικών σχεδίων,η δυσκολία κατασκευής συγκεκριμένων τμημάτων του φορέα (μπαλκόνια,κλίμακες) ή ο καιρός μπορούν να επηρεάσουν τον αρχικό χρονικό προγραμματισμό και να μεταβάλλουν το χρονοδιάγραμμα του έργου. Με βάση στοιχεία που συλλέχθηκαν,στα πλαίσια της παρούσας εργασίας, από κατασκευαστικές εταιρείες της Θεσσαλονίκης για μία μέση πολυκατοικία (περίπου 400 m 2 κάτοψη) απαιτούνται από 7 έως 15 ημέρες για την κατασκευή ενός τυπικού ορόφου. Η διαφοροποίηση αυτή αποδίδεται κυρίως στις ιδιαιτερότητες της κατασκευής κάθε έργου (μοναδικότητα κάθε έργου) και στο διαφορετικό μέγεθος του. Μετά από στατιστική επεξεργασία των δεδομένων που συλλέχθηκαν είναι δυνατόν να διατυπωθεί πως απαιτούνται περίπου 10 ημέρες για την κατασκευή ενός τυπικού ορόφου. Αυτός ο ρυθμός κατασκευής ενός τυπικού ορόφου προϋποθέτει ιδανικές συνθήκες εργασίας, κατάλληλο χρονικό προγραμματισμό του έργου, σωστή οργάνωση των επιμέρους δραστηριοτήτων, σωστή διαχείριση των απαιτούμενων πόρων (υλικών και εξοπλισμού) και τέλος κατάλληλο συντονισμό του ανθρώπινου δυναμικού. Η κατασκευή ενός τυπικού ορόφου σε μια συμβατική οικοδομή περιλαμβάνει αρχικά την κατασκευή των κατακόρυφων στοιχείων (τοιχωμάτων και υποστυλωμάτων) και στη συνέχεια των οριζόντιων (δοκών και πλακών). Αρχικά απαιτούνται 3 ημέρες για το καλούπωμα των κατακόρυφων στοιχείων και στη συνέχεια την τοποθέτηση των οπλισμών τους. Ο οπλισμός των υποστυλωμάτων συνήθως έρχεται στο εργοτάξιο έτοιμος με τη μορφή κλωβών συνδετήρων από το εργοστάσιο παραγωγής κατόπιν παραγγελίας εφόσον δεν υπάρχουν προβλήματα κατά τη μεταφορά του. Αφού τοποθετηθούν οι διαμήκεις οπλισμοί στον έτοιμο κλωβό στο εργοτάξιο, τοποθετείται ο συνολικός οπλισμός του υποστυλώματος στην τελική θέση 88

89 του με τη βοήθεια γερανού. Αντίθετα, στην περίπτωση των τοιχωμάτων η μεταφορά ετοίμου προς τοποθέτηση οπλισμού είναι ιδιαίτερα ασύμφορη οικονομικά διαδικασία έως και αδύνατη να πραγματοποιηθεί. Αφού ολοκληρωθεί η διαδικασία της σκυροδέτησης των κατακόρυφων στοιχείων η οποία διαρκεί περίπου 1 ημέρα, ο ξυλότυπος τους είναι δυνατό να αφαιρεθεί την επομένη κιόλας ημέρα της σκυροδέτησης αλλά συνήθως αφαιρείται 2 μέρες μετά. Στη συνέχεια αφού έχουν αποκτήσει τα κατακόρυφα στοιχεία επαρκή αντοχή,τοποθετούνται δίστηλα πλαίσια σε όλη την κάτοψη ώστε να στηθεί ο ξυλότυπος των δοκών και της πλάκας. Αυτά τα μεταλλικά πλαίσια κυρίως θα φέρουν το βάρος του υπερκείμενου σκυροδέματος,έως ότου αυτό αποκτήσει την επιθυμητή αντοχή του και μπορέσει να φέρει σε πρώτη φάση το ίδιο βάρος του και στη συνέχεια το βάρος των ανωτέρω ορόφων. Τις επόμενες ημέρες κατασκευάζεται ο ξυλότυπος των δοκών αρχικά και στη συνέχεια της πλάκας (3 ημέρες) και τοποθετούνται οι οπλισμοί τους (2 ημέρες). Επομένως μετά από 9 ημέρες είναι δυνατόν να σκυροδετηθεί η πλάκα και οι δοκοί. Επιπλέον, απαιτείται 1 ημέρα για τη σκυροδέτηση των οριζόντιων στοιχείων. Συνοψίζοντας, τα κυριότερα στάδια για την κατασκευή ενός τυπικού ορόφου σε ένα συμβατικό κτίριο είναι: Κατασκευή των ξυλοτύπων των κατακόρυφων στοιχείων Τοποθέτηση των οπλισμών των κατακόρυφων στοιχείων Σκυροδέτηση των κατακόρυφων στοιχείων Κατασκευή του ξυλοτύπου των δοκών και της πλάκας Τοποθέτηση των οπλισμών των δοκών και της πλάκας Σκυροδέτηση των δοκών και της πλάκας 89

90 Εικόνα 5.1:Διάγραμμα Gantt της κατασκευής τυπικού ορόφου μιας συμβατικής κατασκευής Παρατηρώντας την ευρεία χρήση του σκυροδέματος στην κατασκευή υψηλών κτιρίων στην πόλη της Θεσσαλονίκης,στα πλαίσια της παρούσας εργασίας, προτείνονται νέες τεχνικές με έμφαση στην ελάττωση του χρόνου κατασκευής,οι οποίες αν εφαρμοστούν σωστά είναι δυνατόν να δώσουν νέα ώθηση στα κτιριακά έργα. Στην παρούσα εργασία επιδιώκεται μια υπέρβαση στις οικοδομικές κατασκευές σκυροδέματος με στόχο να καταρριφτεί και το τελευταίο οχυρό το οποίο μέχρι σήμερα υπερασπίζεται τον χάλυβα δηλαδή εκείνο της ταχύτητας κατασκευής του φέροντος οργανισμού. Σε αυτήν την κατεύθυνση θα συμβάλλουν οι σημερινές δυνατότητες οι οποίες υφίστανται στον τομέα των υλικών και της τεχνολογίας καθώς και οι γνώσεις που προέκυψαν από πρόσφατες έρευνες σε συνδυασμό και με μηχανοποιημένες μεθόδους κατασκευής. Είναι δυνατόν εάν αξιοποιηθούν καταλλήλως οι δυνατότητες αυτές να αποφέρουν εντυπωσιακά αποτελέσματα στην ταχύτητα ανεγέρσεως των πολυωρόφων οικοδομικών συστημάτων. Ως κύρια μέσα είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθούν η χρήση πλακών χωρίς δοκούς, η προένταση, η αυξημένη αξιοπιστία και επιτελεστικότητα των σύγχρονων σκυροδεμάτων, τα αποτελέσματα πειραματικών ερευνών με θέμα την αύξηση της αντοχής των πλακών έναντι διατρήσεως καθώς και σύγχρονες δυνατότητες ανάσχεσης των βυθίσεων των πλακών χωρίς δοκούς. Στη συνέχεια παρουσιάζονται αναλυτικά τα ανωτέρω μέσα που συμβάλλουν στην επίτευξη του σκοπού της μείωσης του χρόνου ανεγέρσεως του σκελετού. 90

91 5.3 Συστήματα πλακών χωρίς δοκούς Πρόκειται για πλάκα σκυροδέματος η οποία εδράζεται απευθείας επί των κατακόρυφων στοιχείων χωρίς την παρεμβολή των δοκών. Το δομικό σύστημα περιλαμβάνει τα κατακόρυφα στοιχεία (υποστυλώματα και τοιχώματα) και τα οριζόντια (πλάκες στις στάθμες των ορόφων). Το σύστημα αυτό χρησιμοποιείται ευρύτατα σε χώρες του εξωτερικού στις κατασκευές κτιριακών έργων καθώς συνδυάζει πληθώρα πλεονεκτημάτων. Η χρήση των δομικών συστημάτων πλακών χωρίς δοκούς (flat slab) συμβάλλει καθοριστικά στην ελάττωση του χρόνου κατασκευής του φέροντος οργανισμού του κτιρίου. Τα οφέλη ως προς τη ταχύτητα κατασκευής από τη χρήση τέτοιων συστημάτων είναι ακόμη μεγαλύτερα στην περίπτωση επίπεδων πλακών χωρίς μύκητες [22]. Εικόνα 5.2:Είδη πλακών χωρίς δοκούς Πηγή [25] Ο μειωμένος χρόνος κατασκευής συνδέεται άμεσα με την ευκολία τοποθέτησης του επίπεδου ξυλοτύπου, ο οποίος είναι πολύ απλός και φθηνότερος σε αντίθεση με τον ξυλότυπο της συμβατικής λύσης με δοκούς. Ο σχεδιασμός επίπεδης πλάκας διευκολύνει τη χρήση επίπεδου ξυλοτύπου μεγάλων διαστάσεων,αυξάνοντας την παραγωγικότητα. Στη συνέχεια η χρήση ενιαίων πλεγμάτων οπλισμού με την τοποθέτηση επιπρόσθετων ράβδων, όπου είναι απαραίτητο, συμβάλλει καθοριστικά στη μείωση του χρόνου κατασκευής. Οι πλάκες χωρίς δοκούς διευκολύνουν την κατασκευαστική διαδικασία καθώς επιτρέπουν τη χρήση έτοιμων κατασκευαστικών 91

92 μερών, αυξάνοντας την ταχύτητα κατασκευής καθώς απαιτείται λιγότερος χρόνος για την τοποθέτηση τους, βελτιώνοντας τον έλεγχο κατά τη διαδικασία κατασκευής και αυξάνοντας την παραγωγικότητα. Επιπλέον, η ευκολία στη διάστρωση του σκυροδέματος παίζει σημαντικό ρόλο στην επίτευξη του σκοπού. Πρόκειται για ένα δομικό σύστημα που στηρίζεται στην ορθολογικότερη δόμηση και έχει υψηλές προδιαγραφές για επίτευξη μεγαλύτερων ρεκόρ όσο αφορά τη ταχύτητα ανεγέρσεως των κτιριακών έργων. Είναι προφανές, πως μπορεί να χρησιμοποιηθεί λιγότερο προσωπικό για την εκτέλεση μιας εργασίας ή αυτό να απασχοληθεί σε άλλη εργασία. Συνεπώς θα υπάρξει σημαντική μείωση του εργατικού κόστους αλλά και γενικότερη μείωση των εξόδων του εργοταξίου εάν επιτευχθεί η ελάττωση του χρόνου ανεγέρσεως του σκελετού του κτιρίου. Καθώς δεν υπάρχουν εσωτερικές δοκοί στο σύστημα και οι ανεπιθύμητες κρεμάσεις τους, δεν απαιτείται η χρήση ψευδοροφών και δεν σπαταλούνται υλικά με συνέπεια τη μείωση του κόστους. Υπάρχει η δυνατότητα για πλήρη ελευθερία στη διέλευση σωληνώσεων αεραγωγών, ηλεκτρολογικών και μηχανολογικών εγκαταστάσεων μεταξύ πλάκας και ενδεχόμενης ψευδοροφής. Επιπλέον είναι δυνατόν να κερδίσουμε έναν επιπλέον όροφο στα κτίρια χωρίς δοκούς. Το μικρότερο ύψος ορόφου θα μειώσει το συνολικό βάρος του κτιρίου καθώς θα περιοριστεί και το ύψος του οργανισμού πληρώσεως (εξωτερικές και εσωτερικές τοιχοποιίες) μειώνοντας το φορτίο που καταλήγει στη θεμελίωση. Εξαιτίας της απλότητας που παρέχει αυτή η κατασκευαστική λύση, δεν απαιτείται εξειδικευμένο προσωπικό και μπορεί να υλοποιηθεί εύκολα από τους εργολάβους. Οι πλάκες χωρίς δοκούς υπερέχουν από άποψη αισθητικής και δημιουργούν ευελιξία στη χρήση και διαμόρφωση των εσωτερικών κυρίως χώρων του κτιρίου. Δεν δημιουργούν δεσμεύσεις και δεν καθορίζουν την εσωτερικό διαχωρισμό των διαμερισμάτων με βάση τις θέσεις των εσωτερικών δοκών(συνηθίζεται οι δοκοί να ενσωματώνονται στις εσωτερικές τοιχοποιίες για αισθητικούς λόγους). Τέλος, δίνεται η δυνατότητα στον ιδιοκτήτη να αλλάξει εύκολα το μέγεθος των εσωτερικών χώρων εξαιτίας της απουσίας των δοκών [22]. 92

93 Εικόνα 5.3:Σύγκριση του συμβατικού συστήματος με το σύστημα χωρίς δοκούς Πηγή [23] Το κύριο μειονέκτημα αυτών των δομικών συστημάτων είναι η ευαισθησία που παρουσιάζουν έναντι διατρήσεως και στον κίνδυνο αλυσωτής κατάρρευσης που είναι δυνατόν να προκληθεί από μία τοπική αστοχία. Στα κτίρια αυτά, στα οποία απουσιάζουν οι δοκοί και τα υποστυλώματα εδράζονται απευθείας στο πλακόμορφο οριζόντιο στοιχείο, δρουν συγκεντρωμένα φορτία σε σχετικά μικρές επιφάνειες με αποτέλεσμα να ελλοχεύει ο κίνδυνος, πριν την εξάντληση της καμπτικής ικανότητας της πλάκας, να παρατηρηθεί αστοχία από διάτρηση. Ο συγκεκριμένος τύπος αστοχίας ( κολουροκωνικής μορφής ) μπορεί να χαρακτηριστεί ως ο πλέον ψαθυρός σε σχέση με άλλες μορφές αστοχίας ( καμπτική, διατμητική, λόγω στρέψης) άρα είναι και ιδιαίτερα επικίνδυνος για την κατασκευή. Επομένως υπάρχουν αρκετές επιφυλάξεις σχετικά με την εφαρμογή τέτοιων δομικών συστημάτων σε περιοχές με έντονη σεισμικότητα όπως η Ελλάδα [22]. Για την επίλυση του προβλήματος, απαραίτητη κρίνεται η αύξηση του πάχους της πλάκας. Αυτό πραγματοποιείται είτε με την αύξηση του πάχους της πλάκας σε ολόκληρη την κάτοψη είτε με την αύξηση του πάχους της τοπικά. Η αύξηση του πάχους ολόκληρης της πλάκας αυξάνει το βάρος του φέροντος οργανισμού εισάγοντας επιπρόσθετα νεκρά φορτία στο σύστημα, απαιτεί κατακόρυφα στοιχεία μεγαλύτερων διαστάσεων και φυσικά αυξάνει τις απαιτήσεις της θεμελίωσης,καθιστώντας την ιδιαίτερα αντιοικονομική επιλογή. Αυτό μπορεί να εφαρμοστεί σε συγκεκριμένες περιπτώσεις κατασκευών όπου τα φορτία δεν είναι πολύ ισχυρά και 93

94 μία μικρή αύξηση του πάχους της πλάκας μπορεί αν δώσει ικανοποιητικά αποτελέσματα. Καθώς οι πλάκες των ορόφων αποτελούν το κυρίαρχο μέρος της μάζας της οικοδομής είναι επιτακτική η ανάγκη για την επίτευξη της βέλτιστης οικονομικής λύσης. Συνεπώς η αποφυγή αύξησης του συνολικού πάχους της πλάκας συμβάλλει στη μείωση του κόστους αλλά και στη μείωση του ιδίου βάρους της πλάκας. Επομένως κρίνεται απαραίτητη η χρήση μυκήτων με την τοπική αύξηση του πάχους της πλάκας με τη μορφή διαπλατύνσεων στις κορυφές των κατακόρυφων στοιχείων στα κρίσιμα έναντι διατρήσεως σημεία. Ωστόσο η κατασκευή των μυκήτων στην κεφαλή των υποστυλωμάτων δημιουργεί ιδιαίτερα προβλήματα, αυξάνοντας το βαθμό δυσκολίας της κατασκευαστικής διαδικασίας και τον απαιτούμενο χρόνο καλουπώματος καθώς ομοιάζει με τη διαδικασία κατασκευής των δοκών, γεγονός που έρχεται σε αντίθεση με το σκοπό της παρούσας εργασίας. Επιπλέον αυξάνεται το κόστος και μειώνεται το αισθητικό αποτέλεσμα. Επομένως, στην περίπτωση που η τοπική αύξηση του πάχους της πλάκας είναι αναγκαία συνίσταται η χρήση ανεστραμμένων μυκήτων. Οι ανεστραμμένοι μύκητες κατασκευάζονται στο επάνω μέρος της πλάκας (στον πόδα των υποστυλωμάτων) αυξάνοντας τοπικά στις κρίσιμες περιοχές γύρω από τα κατακόρυφα στοιχεία το πάχος της κρίσιμης διατομής. Με τη χρήση αυτού του είδους των μυκήτων είναι δυνατόν να επιτευχθεί σημαντική μείωση του χρόνου κατασκευής του οριζόντιου τμήματος του φέροντος οργανισμού. Ο ξυλότυπος της πλάκας τοποθετείται όπως και στην περίπτωση των επίπεδων πλακών προσφέροντας θετικά αποτελέσματα στην αύξηση της ταχύτητας κατασκευής. Ωστόσο απαιτείται καλούπωμα στο επάνω μέρος της πλάκας για την κατασκευή των ενισχυμένων περιοχών γεγονός που εισάγει χρονικές καθυστερήσεις στην εξέλιξη της διαδικασίας αλλά πάντα μικρότερης σημασίας σε σχέση με τη συμβατική κατασκευή μυκήτων. Η λύση αυτή απαιτεί περισσότερο χρόνο κατασκευής σε σχέση με την λύση της πλάκας χωρίς μύκητες, ωστόσο συμβάλλει στην οικονομία καθώς έχουμε μικρότερο ενιαίο πάχος σκυροδέματος. Στα σημεία όπου η πλάκα έχει μικρότερο πάχος δίνεται η δυνατότητα της τοποθέτησης ηλεκτρομηχανολογικών καλωδιώσεων καθώς και υδραυλικών σωληνώσεων, με πρόβλεψη κενών στις παρατάξεις της αβαρούς πολυστερίνης που τοποθετείται για να καλύψει τη διαφορά ύψους στο δάπεδο. Ο συγκεκριμένος τύπος δαπέδου ευνοεί τη χρήση ενός ξύλινου δαπέδου. Με τη λύση αυτή εξασφαλίζεται 94

95 ευελιξία χρήσης χώρων, που είναι επιθυμητή σε κτιριακές κατασκευές. Βέβαια,ως μειονέκτημα θα πρέπει να αναφερθεί και ο νεκρός χώρος που χάνεται μέσα στο δάπεδο. Η χρήση των τοπικών ενισχύσεων (μυκήτων) συμβάλλει καθοριστικά στην ανάπτυξη της διατρητικής αντοχής της πλάκας. Οι μυκητοειδείς πλάκες με τοπικές ενισχύσεις στις περιοχές των κατακόρυφων στοιχείων,είναι πιο οικονομικές σε σχέση με τις αντίστοιχες πλάκες χωρίς μύκητες. Εικόνα 5.4:Αστοχία από διάτρηση Πηγή [22] Εικόνα 5.5:Διαφορά στη συμπεριφορά δοκού και πλάκας μετά από τη ρηγμάτωση Πηγή [22] Ο Ευρωκώδικας 2 καθορίζει,σε περιπτώσεις μυκητοειδών πλακών,τον έλεγχο της αντοχής των οριζόντιων διατομών σκυροδέματος σε διάτρηση σε συγκεκριμένη απόσταση από τα κατακόρυφα δομικά στοιχεία. Σε περίπτωση ανεπαρκούς φέρουσας ικανότητας του δομικού στοιχείου απαιτείται η χρήση ειδικού οπλισμού διάτρησης. Ο οπλισμός αυτός αποτελείται κυρίως από κατακόρυφους συνδετήρες οι οποίοι λειτουργούν ως ορθοστάτες ενός χωροδικτυώματος, αυξάνοντας τη φέρουσα ικανότητα της πλάκας. Έτσι το πάχος της είναι δυνατό να παραμείνει σταθερό με παράλληλη ανάληψη ισχυρών διατρητικών φορτίων. Η κρίσιμη έναντι διάτρησης διατομή βρίσκεται σε απόσταση ίση με το διπλάσιο του πάχους της πλάκας από την 95

96 παρειά του κατακόρυφου στοιχείου. Η διατρητική αστοχία της πλάκας μπορεί να εμφανιστεί είτε στην κρίσιμη διατομή (εντός της κρίσιμης περιμέτρου) σε περίπτωση υποδιαστασιολόγησης έναντι διατρήσεως, είτε εκτός της οπλισμένης περιοχής (στο άοπλο σύνορο) σε περίπτωση επαρκούς διαστασιολόγησης της κρίσιμης διατομής. Έτσι ο έλεγχος συνίσταται στον υπολογισμό της αντοχής της πλάκας για τις δύο αυτές περιπτώσεις [24]. Εικόνα 5.6:Μοντέλο υπολογισμού για τον έλεγχο της οριακής κατάστασης αστοχίας από διάτρηση με βάση τον Ευρωκώδικα 2 Πηγή [24] Σε ιδιαίτερα σεισμογενείς περιοχές όπως η Ελλάδα, η αύξηση του πάχους του οριζόντιου στοιχείου ή η τοποθέτηση διατρητικού οπλισμού δεν είναι αρκετά για να ασφαλίσουν την κατασκευή από διατρητική αστοχία και απαιτείται να ληφθούν έμμεσα μέτρα για την αντιμετώπιση του προβλήματος. Επομένως κρίνεται απαραίτητη η τοποθέτηση περισσότερων τοιχωμάτων στην κατασκευή για την ελαχιστοποίηση της σεισμικής έντασης στις θέσεις των κόμβων των πλακών και των στύλων. Καθώς, εξαιτίας της απουσίας των δοκών δεν υφίσταται η λειτουργία πλαισίου, το σύνολο των οριζόντιων φορτίων παραλαμβάνεται από τα τοιχώματα (πυρήνας τοιχωμάτων ή μεμονωμένα)του χωρικού συστήματος. Το δομικό σύστημα χαρακτηρίζεται από μειωμένη δυσκαμψία και είναι ιδιαίτερα εύκαμπτο. Καθοριστικός παράγοντας επιτυχούς συμπεριφοράς ενός τέτοιου κτιρίου είναι η 96

97 κατάλληλη επιλογή του αριθμού, των διαστάσεων και της θέσης των τοιχωμάτων στην κάτοψη. Η διάταξη τους θα πρέπει να γίνεται με τέτοιο τρόπο ώστε να αυξάνεται η δυσκαμψία του χωρικού συστήματος. Εκτός από τα τοιχώματα του πυρήνα πρέπει να τοποθετηθούν επιπρόσθετα τοιχώματα για την αύξησης της δυστρεψίας του κτιρίου. Σε κρίσιμες περιπτώσεις υψηλών οριζόντιων φορτίσεων ή πολύ μεγάλων μετακινήσεων του κτιρίου θα βοηθούσε η διατήρηση των περιμετρικών δοκών της κάτοψης και η κατάργηση μόνο των εσωτερικών. Κατά αυτόν τον τρόπο η παραλαβή των οριζόντιων φορτίσεων γίνεται όχι μόνο μέσω των τοιχωμάτων αλλά και με τη βοήθεια των περιμετρικών πλαισίων. Η επιλογή αυτή εισάγει χρονικές καθυστερήσεις στην κατασκευαστική διαδικασία, μικρότερης βέβαια έκτασης σε σχέση με το συμβατικό τρόπο δόμησης όπου η πλάκα στηρίζεται επί εσχάρας δοκών. Η εφαρμογή δομικών συστημάτων μυκητοειδών πλακών στον Ελλαδικό χώρο χωρίς την παρουσία τοιχωμάτων στο σύστημα ή έστω την ύπαρξη ενός ελάχιστου αριθμού πλαισίων (με τη διατήρηση ορισμένων δοκών) είναι ανέφικτη ακόμα και για μικρό αριθμό ορόφων και απαγορεύεται από τον κανονισμό [25]. Εξαιτίας της έλλειψης δοκών δημιουργείται αδυναμία παραλαβής της τέμνουσας με αποτέλεσμα να πρέπει να διεξαχθεί έλεγχος έναντι διάτρησης για τις κρίσιμες περιοχές γύρω από κάθε κατακόρυφο στοιχείο. Σε μία συμβατική κατασκευή πραγματοποιείται ικανοτικός έλεγχος στους κόμβους δοκών-υποστυλωμάτων ώστε να εξασφαλισθεί ο επιδιωκόμενος «ασφαλής» μηχανισμός πλαστικοποίησης κατά τη διάρκεια έντονης σεισμικής καταπόνησης. Στην προκειμένη περίπτωση, επειδή το φαινόμενο της διατρήσεως εκδηλώνεται με ψαθυρό τρόπο μπορεί να οδηγήσει σε αιφνίδια και αλυσιδωτή κατάρρευση καθότι οι υποκείμενες πλάκες δεν είναι δυνατόν να πληρούν τις απαιτήσεις ασφάλειας για το ίδιο βάρος τους καθώς και το βάρος των υπερκείμενων πλακών. Η ικανοτική θεώρηση του προβλήματος της διατρήσεως γίνεται με τη παραδοχή μειωμένης τιμής του συντελεστή συμπεριφοράς q. Η τιμή του συντελεστή συμπεριφοράς q μπορεί να ληφθεί ίση με 3 για συστήματα τοιχωμάτων που λειτουργούν σαν πρόβολοι, όπως δηλαδή στην περίπτωση συστημάτων χωρίς δοκούς. Ωστόσο για την διαστασιολόγηση έναντι διατρήσεως ο συντελεστής συμπεριφοράς μπορεί να ληφθεί ίσος με 3,0 q 2, 14 όπου το 1,4 μπορεί να νοηθεί 1,4 ως ένας συντελεστής υπεραντοχής. Με αυτόν τον τρόπο δίνεται έμμεσα μια 97

98 υπερασφάλεια έναντι διατρήσεως καθόσον η διαστασιολόγηση της πλάκας έναντι κάμψης υπό τον σεισμικό συνδυασμό γίνεται με τιμή q=3,0 [26]. Εικόνα 5.7:Οπλισμός διάτρησης Πηγή [27] Εικόνα 5.8: Οπλισμός διάτρησης- λειτουργία χωροδικτυώματος Πηγή [27] Εικόνα 5.9:Πιθανά σημεία αστοχίας σε διάτρηση Πηγή [27] 98

99 Εικόνα 5.10:Κατασκευή ξυλοτύπου πλάκας χωρίς δοκούς Πηγή [23] Εικόνα 5.11:Οπλισμοί πλάκας χωρίς δοκούς Πηγή [23] Εικόνα 5.12:Τελική μορφή πλάκας χωρίς δοκούς Πηγή [23] 99

100 Εικόνα 5.13:Διάγραμμα ροής για την βελτιστοποίηση των χαρακτηριστικών του φέροντος οργανισμού Πηγή [28] Στην περίπτωση που απαιτείται επιπρόσθετη ενίσχυση για την πλάκα οπλισμένου σκυροδέματος έναντι διάτρησης είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθούν στο σύστημα διατομές δομικού χάλυβα και να προκύψει μία σύμμικτη κατασκευή. Τα μεταλλικά αυτά στοιχεία μπορούν να ενσωματωθούν μέσα στο πάχος της πλάκας παράλληλα με τους κατακόρυφους συνδετήρες [29]. Στην περίπτωση που η τοπική αύξηση του πάχους της πλάκας (κατασκευή μυκήτων) δε μπορεί να αποφευχθεί, προτείνεται στα πλαίσια της παρούσας εργασία η κατασκευή ενός καινοτόμου τύπου σύμμικτου μύκητα. Ο μύκητας αυτός θα αποτελείται από διατομές χάλυβα οι οποίες θα συναρμολογούνται και θα τοποθετούνται έτοιμες στην κεφαλή των στύλων. Εικόνα 5.14:Χαρακτηριστικός σταυροειδής οπλισμός διάτρησης σε σύμμικτη κατασκευή μυκητοειδούς πλάκας Πηγή [29] 100

101 Εικόνα 5.15:Αποτελεσματικότητα του σταυροειδούς οπλισμού διάτρησης Πηγή [29] 101

102 Εικόνα 5.16:Εφαρμογή σταυροειδούς οπλισμού διάτρησης σε κτίριο Πηγή [29] Εικόνα 5.17:Σχέση μεταξύ του πάχους της μυκητοειδούς πλάκας και του επιβαλλόμενου φορτίου Πηγή [30] 102

103 5.4 Προένταση Προένταση μπορεί να οριστεί η εντατική κατάσταση που δημιουργείται σε ένα δομικό στοιχείο με τη βοήθεια καταλλήλων και σκόπιμων παραμορφώσεων. Οι τάσεις αυτής της εντατικής κατάστασης επιπροσθέτονται στις τάσεις των εξωτερικών φορτίων, με απώτερο σκοπό την αλλαγή της εντατικής εικόνας των επί μέρους διατομών ή της συμπεριφοράς του συνόλου της κατασκευής κατά ευνοϊκό για τη λειτουργία και την ασφάλειά της τρόπο. Δομικά στοιχεία προεντεταμένου σκυροδέματος είναι εκείνα στα οποία με την εισαγωγή ιδιαίτερων θλιπτικών δυνάμεων, το σκυρόδεμα προεντείνεται με τέτοιο τρόπο, ώστε υπό το φορτίο λειτουργίας δεν επιπονείται ή επιπονείται σε περιορισμένο βαθμό σε εφελκυσμό ή γενικότερα βελτιώνει τη λειτουργικότητα του ως προς τη ρηγμάτωση και τις παραμορφώσεις [31]. Η προένταση εφαρμόζεται σε ένα δομικό στοιχείο με τη βοήθεια των τενόντων οι οποίοι είναι λεπτότοιχοι σωλήνες μηδενικής αντιστάσεως σε παραμορφώσεις από τους οποίους με τη σειρά τους διέρχεται μία μεταλλική ράβδος που αγκυρώνεται στα άκρα του τένοντα με χρήση ειδικής πλάκας αγκύρωσης. Στη θέση αυτή εφαρμόζεται και η δύναμη προέντασης η οποία μειώνεται αυξητικά με την πάροδο του χρόνου λόγω φαινομένων συστολής ξηράνσεως, ερπυσμού και χαλάρωσης του χάλυβα ( χρόνιες απώλειες ) είτε λόγω τριβών ή ολισθήσεων στη θέση αγκύρωσης ( στιγμιαίες απώλειες ). Είναι γενικός κανόνας, ότι η γεωμετρία των τενόντων ακολουθεί τη γεωμετρία του διαγράμματος ροπών του φορέα, έτσι ώστε να έχουμε τη μέγιστη δυνατή αποδοτικότητα ως προς τη λειτουργία της αντιφόρτισης. Η τανύση των τενόντων μπορεί να γίνει είτε μετά τη σκλήρυνση του σκυροδέματος είτε πριν από τη διάστρωσή του. Το μέγεθος της δύναμης τανύσεως καθορίζει το βαθμό της προέντασης που μπορεί να είναι [31]: Πλήρης : Στη περίπτωση αυτή δεν επιτρέπεται στο σκυρόδεμα να αναπτύξει εφελκυστικές τάσεις ( εκτός από ορισμένες περιπτώσεις κατασκευών όπως οι δεξαμενές ), γεγονός που δημιουργεί μεγάλη οικονομική επιβάρυνση. Περιορισμένη : Σε κρίσιμες διατομές του φορέα αναπτύσσονται εφελκυστικές τάσεις στο σκυρόδεμα οι οποίες όμως δεν υπερβαίνουν την εφελκυστική αντοχή του. Μερική : Είναι η πιο οικονομική λύση κυρίως όταν έχουμε υψηλό ποσοστό κινητών φορτίων. Στην περίπτωση αυτή για τα μόνιμα φορτία και ένα μέρος 103

104 των κινητών το σκυρόδεμα ευρίσκεται υπό πλήρη προένταση, όταν όμως ασκηθούν όλα τα φορτία λειτουργίας δημιουργούνται ρηγματώσεις που δεν πρέπει να ξεπερνούν κάποια ανώτατα όρια ανάλογα με τις συνθήκες του περιβάλλοντος και το χρόνο διάρκειας του πρόσκαιρου ανοίγματος των ρωγμών. Ωστόσο για την επίτευξη του σκοπού της παρούσας εργασίας προτείνεται η τάνυση στους τένοντες να πραγματοποιηθεί μετά την έγχυση του σκυροδέματος αλλά πριν αυτό αναπτύξει πλήρως τις αντοχές του, εισάγοντας στους τένοντες υδαρές τσιμεντοκονίαμα υπό μορφή τσιμεντενέσεως για την πλήρωση πιθανών κενών. Έτσι είναι δυνατόν με τη χρήση της προέντασης και σκυροδέματος ταχείας ανάπτυξης αντοχής να αφαιρεθεί ο ξυλότυπος της πλάκας σε μικρό χρονικό διάστημα,συμβάλλοντας με αυτόν τον τρόπο στην αύξηση της ταχύτητας κατασκευής. Η χρήση της προέντασης στο δομικό σύστημα των κτιριακών έργων πρέπει να συνδυάζεται και να αιτιολογείται και με άλλους λόγους, όπως η ανάγκη ύπαρξης μεγάλων χώρων χωρίς την παρεμβολή υποστυλωμάτων, η απαίτηση μειωμένης ρηγμάτωσης και άλλοι. Ίσως το σημαντικότερο πλεονέκτημα του προεντεταμένου σκυροδέματος είναι δυνατότητα που προσφέρει για τη γεφύρωση μεγάλων ανοιγμάτων,κάτι που είναι δύσκολο να πραγματοποιηθεί με το οπλισμένο σκυρόδεμα. Η χρήση της προέντασης στις κατασκευές συμβάλλει στη μείωση των διατομών των δομικών στοιχείων καθώς χρησιμοποιούμε χάλυβες πολλαπλάσιας αντοχής σε σχέση με το οπλισμένο σκυρόδεμα και άρα ο απαιτούμενος χώρος για τη διάταξη των οπλισμών είναι σημαντικά μικρότερος, ενώ λόγω των αντιφορτίων έχουμε μείωση των εντατικών μεγεθών. Επίσης, μείωση της διατομής επιτυγχάνεται και με το γεγονός ότι λόγω της καμπύλης μορφής των τενόντων μικραίνει η προς ανάληψη τέμνουσα από τον κορμό της διατομής οπότε έχουμε μείωση του πάχους του δομικού στοιχείου. Με τη χρήση της προέντασης μειώνονται τα βέλη κάμψης ( π.χ. στις πλάκες ) καθώς τα αντιφορτία δημιουργούν αντίστροφη παραμόρφωση σε σχέση με τα εξωτερικά φορτία και έτσι περιορίζονται δραστικά τα βέλη. Ένα άλλο πλεονέκτημα της προέντασης στις κατασκευές είναι ότι δύναται να αποφύγουμε τις ρηγματώσεις στην κατάσταση λειτουργίας ελέγχοντας τις τάσεις που αναπτύσσονται και οι οποίες δεν πρέπει να ξεπερνούν την εφελκυστική αντοχή του σκυροδέματος. Τέλος μέσω της προέντασης μπορεί να δοθεί ώθηση στην ταχύτητα κατασκευής καθώς και σε εναλλακτικές μεθόδους κατασκευής όπως η προκατασκευή. Τα πλεονεκτήματα από τη χρήση του 104

105 προεντεταμένου σκυροδέματος στα πολυώροφα κτιριακά έργα είναι αφενός η δυνατότητα γεφύρωσης μεγαλύτερων ανοιγμάτων έως και 10 μέτρων χωρίς την παρεμβολή κατακόρυφων στοιχείων και αφετέρου η μείωση του βάρους του συνολικού κτιρίου καθώς είναι δυνατόν να μειωθεί σημαντικά το πάχος της πλάκας. Με βάση τα παραπάνω, με την εισαγωγή της προέντασης στις πλάκες των ορόφων μειώνεται το φορτίο που καταλήγει στη θεμελίωση του κτιρίου, μειώνεται ο αριθμός των κόμβων πλακών και κατακόρυφων στοιχείων και συνεπώς τα αδύναμα σημεία του φορέα σε περίπτωση οριζόντιας φόρτισης καθώς και τα έξοδα σε περίπτωση ανάγκης συντήρησης τους. Επιπλέον η δυνατότητα για μεγάλους ενιαίους χώρους είναι ιδιαίτερα επιθυμητή από την πλευρά της ελευθερίας και ευελιξίας της χρήσης τους. Η εξοικονόμηση υλικών από τη χρήση λιγότερων υποστυλωμάτων ανέρχεται στο 15%με 20%. Τα πλεονεκτήματα από τη χρήση της προέντασης στα κτιριακά έργα αφορούν την απαίτηση λιγότερου σκυροδέματος, την απαίτηση λιγότερου συμβατικού οπλισμού, τη χρήση απλούστερων ξυλοτύπων καθώς και τη δυνατότητα για γρήγορη απομάκρυνση τους. Επιπλέον εκτός από τη μείωση του χρόνου κατασκευής και την εξοικονόμηση υλικών και εργασίας, δίνει τη δυνατότητα για μεγάλα ανοίγματα στο χωρικό σύστημα απαιτώντας λιγότερα υποστυλώματα και επιτρέποντας τη μεγαλύτερη ευελιξία στη χρήση του χώρου και την αρχιτεκτονική ελευθερία. Τέλος, ως βασικά χαρακτηριστικά θα πρέπει να αναφερθούν η μείωση του ίδιου βάρους και το ύψους του κτιρίου. Εικόνα 5.18:Σύγκριση συμπεριφοράς οπλισμένου και προεντεταμένου σκυροδέματος Πηγή [34] 105

106 Εικόνα 5.19:Τένοντες προέντασης Πηγή [32] Εικόνα 5.20:Εφαρμογή της προέντασης σε κτίρια Πηγή [33] Εικόνα 5.21:Οπλισμός πλάκας μαζί με τους τένοντες προέντασης Πηγή [32] 106

107 Εικόνα 5.22:Τυπικά οικονομικά ανοίγματα σε διάφορα είδη μυκητοειδών πλακών [34] Πηγή [34] Εικόνα 5.23:Τυπικά πάχη πλακών με βάση το άνοιγμα και οι απαιτούμενες ποσότητες υλικών Πηγή [34] Εικόνα 5.24:Χαρακτηριστικά διαγράμματα λόγου ανοίγματος/πάχος πλάκας σε σχέση με το λόγο των επιβαλλόμενων φορτίων σε περίπτωση πλάκας χωρίς και με μύκητες Πηγή [33] 107

108 5.5 Εξελίξεις της τεχνολογίας ου σκυροδέματος Οι εξελίξεις στην τεχνολογία του σκυροδέματος αύξησαν την ποικιλία των χαρακτηριστικών του υλικού, καθιστώντας το ικανό να ανταποκριθεί στις ολοένα και περισσότερο αυξανόμενες απαιτήσεις των σύγχρονων κατασκευών. Οι απαιτήσεις αυτές σχετίζονται με περιπτώσεις σκυροδέτησης σε χαμηλές ή υψηλές θερμοκρασίες, σκυροδέτησης επιφανειών μεγάλης έκτασης όπου επιδιώκεται ο περιορισμός των ρηγματώσεων, σκυροδέτησης με πολύ πυκνό οπλισμό, απαίτησης υψηλών πρώιμων αντοχών ή συντόμευσης των εργασιών με την πρώιμη απομάκρυνση των ξυλοτύπων, σκυροδέτησης σε τόπο μακριά από το εργοστάσιο παραγωγής όπου απαιτείται η επιβράδυνση της πήξης και άλλες. Τα χαρακτηριστικά του σκυροδέματος καθορίζονται από την ποιότητα και την ποσότητα των επιμέρους συστατικών του(τσιμέντο, αδρανή και νερό) αλλά από τον τρόπο παραγωγής και εφαρμογής του στο εργοτάξιο. Στο σημείο αυτό αξίζει να γίνει μια σύντομη αναφορά σε νέες τεχνολογίες σκυροδέματος οι οποίες έδωσαν ιδιαίτερη ώθηση στις κατασκευές σκυροδέματος [35]: Για την κάλυψη των ποικίλων απαιτήσεων στις κατασκευές σκυροδέματος αναπτύχθηκε η τεχνολογία των βελτιωτικών σκυροδέματος. Τα υλικά αυτά είναι κυρίως ανόργανες ουσίες ή οργανικές χημικές ουσίες οι οποίες τοποθετούνται στο νωπό σκυρόδεμα πριν την σκυροδέτηση σε μικρές ποσότητες ( έως 5% κατά βάρος του τσιμέντου). Με τη χρήση τους τροποποιούνται οι ιδιότητες του νωπού και του σκληρυμένου σκυροδέματος. Υπάρχουν πολλά είδη βελτιωτικών όπως οι επιταχυντές, οι επιβραδυντές,οι μειωτές νερού, οι υπερρευστοποιητες, τα αερακτικά, τα στεγανοποιητικά μάζας και άλλα. Καθώς ο σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η επιτάχυνση της κατασκευαστικής διαδικασίας δίνεται ιδιαίτερη έμφαση στα μέσα εκείνα που συντελούν στην αύξηση της ταχύτητας κατασκευής. Οι επιταχυντές ονομάζονται τα πρόσθετα που επιταχύνουν την πήξη του σκυροδέματος, προκαλώντας την ταχεία ενυδάτωση των κόκκων του τσιμέντου. Χρησιμοποιούνται στις περιπτώσεις όπου απαιτείται η συντόμευση των εργασιών και η πρώιμη απομάκρυνση των ξυλοτύπων,σκυροδέτησης σε 108

109 χαμηλές θερμοκρασίες οι οποίες δε βοηθούν την ενυδάτωση του τσιμέντου καθώς και σε έργα όπου οι χρόνοι εφαρμογής είναι μικροί από τη φύση των εργασιών όπως η σφράγιση ρωγμών δεξαμενών. Η χρησιμοποίηση σκυροδέματος πολύ υψηλής αντοχής που εμφανίζει σχεδόν μηδενικές επιρροές από ερπυσμό και συστολή ξήρανσης. Για αυτή την ποιότητα σκυροδέματος δεν αναμένεται να αυξηθούν οι βυθίσεις λόγω ερπυσμού, ούτε να δημιουργηθούν ρωγμές λόγω συστολής ξήρανσης. Το αυτοσυμπυκνούμενο σκυρόδεμα (SCC) το οποίο αναπτύχθηκε από τα μέσα της δεκαετίας του 80 (μετά την εμφάνιση των υπερρευστοποιητών) και διαθέτει υψηλή εργασιμότητα. Μπορεί να ορισθεί ως ένα ρέον σκυρόδεμα που μπορεί να εγχυθεί επί τόπου χωρίς τη χρήση δονητών για να διαμορφώσει ένα προϊόν χωρίς κενά (δηλαδή κανένα απλήρωτο διάστημα μεταξύ υλικού και ξυλοτύπου) και κανένα κενό παγιδευμένου αέρα. Η μη ύπαρξη κενών προστατεύει τους οπλισμούς από διάβρωση και μπορεί να διευρύνει το χρόνο ζωής του έργου. Το πλεονέκτημα στην περίπτωση αυτή είναι ότι η σκυροδέτηση χωρίς απαίτηση δόνησης μειώνει δραστικά το χρόνο πραγματοποίησης της. Η προσθήκη ινών χάλυβα στο σκυρόδεμα. Το σκυρόδεμα αυτό καλείται ινοπλισμένο. Οι ίνες βελτιώνουν την αντοχή του σκυροδέματος αλλά κυρίως το κάνουν πιο πλάστιμο καθώς εμποδίζουν την δημιουργία και την διεύρυνση των ρωγμών. Υπάρχουν μικρού και μεγάλου μήκους ίνες. Οι μικρού μήκους ίνες εμποδίζουν την δημιουργία μικρορωγμών ενώ οι μεγάλου μήκους την δημιουργία μακρορωγμών. Η μη δημιουργία νέων ρωγμών καθώς και η μείωση του εύρους τους συντελεί στην καθυστέρηση της διάβρωσης των τενόντων και επιμηκύνει τον χρόνο ζωής της κατασκευής. Η παρούσα εργασία αποσκοπεί στη μείωση του χρόνου ανέγερσης του φέροντος οργανισμού και επομένως θα πρέπει η αποψίλωση των χρησιμοποιούμενων ξυλοτύπων να γίνει όσο το δυνατόν ταχύτερα μετά τη σκυροδέτηση του υπ όψιν 109

110 ορόφου. Βασικές προϋποθέσεις για την ανάπτυξη πρώιμων αντοχών στο σκυρόδεμα και την επίτευξη του ανωτέρω σκοπού είναι: η χρήση σκυροδέματος λεπτής άλεσης (CEMI42,5R) ο χαμηλός λόγος νερού προς τσιμέντο η χρήση πρόσμικτου (επιταχυντή σκλήρυνσης) η τεχνητή αύξηση της θερμοκρασίας στο έργο μετά τη σκυροδέτηση (σε ειδικές μόνο περιπτώσεις) Επομένως αποφασίστηκε να χρησιμοποιηθεί ένα σκυρόδεμα υψηλής επιτελεστικότητας προερχόμενο από τσιμέντο αυξημένης λεπτότητας άλεσης. Η αυξημένη λεπτότητα άλεσης του τσιμέντου οδηγεί κατά κανόνα σε ταχύτερη εκδήλωση της αντοχής του σκυροδέματος. Στους τύπους τσιμέντου που υποβοηθούν το σκυρόδεμα να εκδηλώσει πρώιμα την αντοχή του προστίθεται ο χαρακτηρισμός R (rapid) στο τέλος της ονομασίας τους. Επιλέγεται τσιμέντο Portland τύπου Ι με κωδική ονομασία CEMI42,5R. Πρόκειται για ειδικού τύπου τσιμέντο το οποίο καλύπτει πλήρως τις απαιτήσεις του προτύπου ΕΛΟΤ EN 197-1, έχει πιστοποιηθεί από ανεξάρτητο φορέα και φέρει το σήμα CE και παράγεται κατά παραγγελία από τις 2 μεγαλύτερες ελληνικές εταιρίες παραγωγής σκυροδέματος. Αυτός ο τύπος τσιμέντου στοχεύει στην επίτευξη πρώιμης αντοχής σε μια μεγάλη ποικιλία σκυροδεμάτων, στο ευκολότερο ξεκαλούπωμα, τον ευκολότερο χειρισμό και την καλύτερη εφαρμογή όλων των τύπων προϊόντων σκυροδέματος και στην απρόσκοπτη παραγωγή σκυροδέματος ακόμη και σε χαμηλές εξωτερικές θερμοκρασίες [36]. Το κυρίως χρησιμοποιούμενο τσιμέντο στην κατασκευαστική βιομηχανία της Θεσσαλονίκης είναι το CEMII42,5. Το κόστος αυτού ανέρχεται περίπου στα 100 Ε/ton. Το τσιμέντο λεπτής άλεσης κοστίζει περίπου 102 Ε/ton. Η διαφορά κόστους ανάμεσα στα 2 είδη τσιμέντου είναι αμελητέα. Η διαφορετική συμπεριφορά ανάμεσα στα δύο είδη τσιμέντου έγκειται στη λεπτότητα άλεσης τους και στην επακόλουθη διαφοροποίηση του βαθμού ενυδάτωσης τους. Επομένως, κατ αυτόν τον τρόπο προκύπτει η διαφορετική συμπεριφορά των δύο σκυροδεμάτων [37]. 110

111 Στο μίγμα σκυροδέματος θα προστεθεί ως πρόσμικτο επιταχυντής σκλήρυνσης Rapid-2 (1%). Το Rapid-2 είναι ένας νέας τεχνολογίας επιταχυντής σκλήρυνσης για σκυρόδεμα και κονιάματα που προκαλεί ιδιαίτερη αύξηση στις πρώιμες αντοχές, ιδιαίτερα πριν τις 24 ώρες. Εφαρμόζεται σε περιπτώσεις ανάγκης για ταχεία αποκαλούπωση, ιδιαίτερων απαιτήσεων για ταχύτατη έναρξη σκλήρυνσης, χαμηλών θερμοκρασιών καθώς και σε περιπτώσεις επισκευών οδοποιίας. Το πρόσμικτο αυτό,σύμφωνα με ΕΛΟΤ ΕΝ Π.7, επιταχύνει σημαντικά την έναρξη της ανάπτυξης των αντοχών, χωρίς να επηρεάζονται αρνητικά οι τελικές αντοχές, αυξάνει τις πρώιμες αντοχές (< 24 ώρες), επιταχύνει την αποκαλούπωση με σημαντικά τεχνοοικονομικά οφέλη. Το Rapid-2 δεν περιέχει χλώριο και έτσι μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε προεντεταμένο και οπλισμένο σκυρόδεμα και δεν επηρεάζει τη ρευστότητα του μείγματος. Επίσης, διευκολύνει την ταχεία επαναχρησιμοποίηση των καλουπιών. Το Rapid-2 προστίθεται στο νερό ανάμειξης ή επί τόπου στο έργο μέσα στη μπετονιέρα πριν τη σκυροδέτηση. Για παράδειγμα, με τη χρήση αυτού του πρόσμικτου σε ένα σκυρόδεμα χαρακτηριστικής θλιπτικής αντοχής C30/37, με χαρακτηριστική θλιπτική αντοχή fck=30mpa σε 28 ημέρες από την ημέρα σκυροδέτησης, επιτυγχάνεται σε μόλις 18 ώρες η ανάπτυξη θλιπτικής αντοχής ίσης με 23MPa, σε θερμοκρασία περιβάλλοντος 20 o C. Άρα, εκτιμάται πως μετά το πέρας ενός 24ώρου θα υπάρχει θλιπτική αντοχή ίση με 27MPa, δηλαδή το 90% της τελικής τιμής. Στο ίδιο χρονικό διάστημα θα έχει αναπτύξει εφελκυστική αντοχή 1,80ΜPa (με χαρακτηριστική τιμή fctk=2,0mpa στις 28 ημέρες). Έτσι με μια καλή συντήρηση του σκυροδέματος μετά τη διάστρωση του, επιτυγχάνεται η αφαίρεση των ξυλότυπων τη 2 η ημέρα! Η γρήγορη, αυτή, ανάπτυξη της αντοχής του σκυροδέματος αναδεικνύει την εξέλιξη στην τεχνολογία παραγωγής σκυροδέματος και καθιστά, πλέον, εφικτή τη χρήση της προέντασης σε πρώιμο στάδιο καθώς το σκυρόδεμα εκείνη τη χρονική στιγμή θα έχει αναπτύξει ένα αξιόλογο ποσοστό της αντοχής του [38]. Καθοριστικός παράγοντας για τον επιτυχημένο σχεδιασμό και κατασκευή του έργου είναι η σωστή παραμετροποίηση των διαφόρων παραγόντων. Ειδικότερα, απαιτείται σωστός καθορισμός της αναλογίας των επιμέρους στοιχείων (λόγος νερού προς τσιμέντο) του μίγματος του χρησιμοποιούμενου σκυροδέματος ώστε να προκύψει το επιδιωκόμενο αποτέλεσμα με βάση τον αρχικό σχεδιασμό και συναρτήσει της θερμοκρασίας και του χρόνου. Ουσιαστικά η εφαρμογή των σκυροδεμάτων ταχείας εκδήλωσης αντοχής απαιτεί μεγαλύτερη τεχνογνωσία και ενέχει μεγαλύτερο ρίσκο σε σχέση με απλό 111

112 σκυρόδεμα. Το κόστος δεν αποτελεί καθοριστικό παράγοντα επιλογής, καθώς οι διαφορές που παρατηρούνται ανάμεσα στις 2 περιπτώσεις είναι ελάχιστες. Η επιλογή των κατάλληλων υλικών είναι σημαντικό βήμα στην παραγωγή ενός σκυροδέματος ώστε να πληροί τις απαιτήσεις αντοχής και ανθεκτικότητας του εκάστοτε δομικού έργου. Εν τούτοις, ο στόχος αυτός θα παραμείνει ανεκπλήρωτος εάν δε δοθεί ιδιαίτερη προσοχή κατά τη διαδικασία παραγωγής και εφαρμογής που υφίσταται το σκυρόδεμα σε πρώιμη ηλικία ειδικά όταν πρόκειται να αφαιρεθεί σύντομα ο ξυλότυπος και υπάρχει ενδεχόμενο προέντασης σε πολύ μικρό χρονικό διάστημα. Ο όρος πρώιμη ηλικία αναφέρεται σε ένα μικρό μόνο διάστημα του συνολικού χρόνου ζωής του σκυροδέματος όπως αυτό των δύο ημερών μετά την παραγωγή του. Ωστόσο, κατά τη διάρκεια της περιόδου αυτής εκτελούνται πολλές διαδικασίες όπως είναι η ανάμιξη, η μεταφορά του σκυροδέματος στο έργο, η εντύπηση και η διάστρωση, η συμπύκνωση, το φινίρισμα των επιφανειών, η συντήρηση και η αφαίρεση των ξυλοτύπων. Αυτές οι εργασίες επηρεάζονται από χαρακτηριστικά του φρέσκου σκυροδέματος όπως η εργασιμότητα και ο χρόνος πήξης του σκυροδέματος. Προφανώς ο έλεγχος των διαδικασιών κατά τα πρώιμα στάδια του νωπού σκυροδέματος είναι ουσιαστικός για να εξασφαλισθεί η δομική επάρκεια του στοιχείου και η εκπλήρωση του σκοπού για τον οποίο έχει σχεδιαστεί. Στις περισσότερες κατασκευαστικά προηγμένες χώρες της Ευρώπης που δεν έχουν σεισμό, ακόμη και στις συνήθεις κατασκευές, αρκετά χρόνια πριν την υποχρεωτική εφαρμογή των Ευρωκωδίκων, χρησιμοποιούνταν υψηλότερες ποιότητες σκυροδέματος από C20/25 και C25/30. Σε μία χώρα με σεισμούς, όπως είναι η Ελλάδα, η χρήση υψηλών ποιοτήτων σκυροδέματος δεν είναι μόνο οικονομική λύση, αλλά και τεχνικά αναγκαία. Σε τέτοιου είδους χωρικά συστήματα με υψηλή τεχνολογία παραγωγής απαραίτητη κρίνεται η χρήση σκυροδέματος υψηλής αντοχής ( C30/37 και άνω). Η χρήση του στα κτιριακά έργα συνδέεται με πληθώρα οικονομικών και όχι μόνο πλεονεκτημάτων. Αρχικά να αναφερθεί πως όσο μεγαλύτερη είναι η αντοχή του σκυροδέματος, τόσο μικρότερη είναι η απαιτούμενη ποσότητα χάλυβα, γεγονός που καλύπτει τη λίγο αυξημένη τιμή του σκυροδέματος, σε σχέση με αυτή της χαμηλότερης ποιότητας. Επιπλέον η χρήση σκυροδέματος υψηλής αντοχής στα κατακόρυφα στοιχεία του φέροντος οργανισμού προσφέρει πολλά οικονομικά αποτελέσματα. Το σκυρόδεμα υψηλής αντοχής αποτελεί τον πιο οικονομικό τρόπο για τη μεταφορά των κατακόρυφων φορτίων στη θεμελίωση. Όπως είναι γνωστό, τα 3 στοιχεία που είναι απαραίτητα για την κατασκευή είναι ο 112

113 ξυλότυπος, ο οπλισμός και το σκυρόδεμα. Αρχικά με τη χρήση σκυροδέματος υψηλής αντοχής είναι δυνατόν να μειωθεί το μέγεθος του δομικού στοιχείου με συνέπεια τη μείωση της απαιτούμενης ποσότητας υλικού και ξυλοτύπων. Επιπλέον μπορεί να μειωθεί και η απαιτουμένη ποσότητα οπλισμού. Εκτός από το άμεσο οικονομικό όφελος οι μειωμένες διαστάσεις των κατακόρυφων στοιχείων προσφέρουν περισσότερο ωφέλιμο χώρο στο σύστημα. Ακόμη, τα σκυροδέματα υψηλής αντοχής έχουν μικρότερο πορώδες επειδή περιέχουν περισσότερο τσιμέντο, εξασφαλίζοντας μεγαλύτερη ανθεκτικότητα και διάρκεια ζωής στο σκελετό. Η διάρκεια ζωής του σκελετού στο χρόνο είναι παράγοντας εξαιρετικά σημαντικός, ιδιαίτερα στα κτίρια που βρίσκονται σε δυσμενείς περιοχές (όπως οι παραθαλάσσιες) και συνδυάζεται με οικονομικά οφέλη καθώς απαιτεί μικρότερο κόστος συντήρησης. Τέλος η χρήση σκυροδέματος υψηλής αντοχής καθίσταται απαραίτητη στην περίπτωση που χρησιμοποιείται η προένταση στο δομικό σύστημα. Εικόνα 5.25:Χαρακτηριστικές αντοχές σκυροδέματος Πηγή [39] 113

114 5.6 Βιομηχανοποίηση του οπλισμού Ο κρισιμότερος παράγοντας για την αντοχή του κτιρίου από οπλισμένο σκυρόδεμα ειδικά σε περιοχές με έντονη σεισμική δραστηριότητα, είναι ο οπλισμός που τοποθετείται στο φέροντα οργανισμό του. Ο οπλισμός είναι μία πολύπλοκη σύνθεση τεμαχίων χάλυβα, που πρέπει να κοπεί κατάλληλα, να διαμορφωθεί ανάλογα και να τοποθετηθεί με επιμέλεια, για να μπορέσει να επιτελέσει το σκοπό για τον οποίο χρησιμοποιείται και να προσφέρει επαρκή αντοχή στο κτίριο σε όλη τη διάρκεια της ζωής του, κυρίως όμως κατά τη διάρκεια ενός πιθανού ισχυρού σεισμού. Ενώ η παραγγελία του σκυροδέματος είναι μία απλή διαδικασία που απαιτεί την εκτίμηση μίας συγκεκριμένης ποσότητας, η παραγγελία του οπλισμού απαιτεί συγκεκριμένες ποσότητες μερικών χιλιάδων τεμαχίων χάλυβα για τα μεγάλα κτίρια. Βέβαια, όπως η σκυροδέτηση γίνεται στο εργοτάξιο στη τελική θέση του έργου, έτσι και η κοπή, η διαμόρφωση και η συναρμολόγηση του οπλισμού γίνονται στο εργοτάξιο. Και στις δύο περιπτώσεις απαιτείται υψηλού επιπέδου τεχνική οργάνωση και εξοπλισμός και κυρίως η ύπαρξη εξειδικευμένων τεχνιτών. Ενώ ο χάλυβας στη βιομηχανική παραγωγή του έχει ποιότητα σε υψηλό βαθμό εξασφαλισμένη, στην κοπή και στη διαμόρφωση του και κυρίως στην τοποθέτησή του στο εσωτερικό των καλουπιών, η ποιότητά του εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον ανθρώπινο παράγοντα, τα διαθέσιμα μέσα κατασκευής και τις υπάρχουσες συνθήκες. Ιδιαίτερα στις αντισεισμικές κατασκευές, όπου τοποθετείται πολύς οπλισμός, η αρτιότητα και η ορθότητα της μελέτης, όσο και η σωστή εφαρμογή της κατά τη φάση της κατασκευής, είναι εξαιρετικής σημασίας για την αντοχή του κτιρίου. Στα πλαίσια της εκβιομηχάνισης της παραγωγής των δομικών στοιχείων, έγιναν πολλές προσπάθειες ακόμη και για το χάλυβα οπλισμού. Το πιο πολύπλοκο, δύσκολο και χρονοβόρο κομμάτι της συναρμολόγησης του οπλισμού, είναι η τοποθέτηση των συνδετήρων στα κατακόρυφα στοιχεία. Στην εργασία αυτή δαπανάται ο περισσότερος χρόνος και γίνονται τα μεγαλύτερα λάθη. Σε μία τόσο σύνθετη εργασία που παραδοσιακά κατασκευαζόταν στο χέρι, ήταν πολύ δύσκολη η βιομηχανοποίηση. Την προηγούμενη δεκαετία, το θέμα αντιμετωπίστηκε με τη βιομηχανική παραγωγή απλών συνδετήρων στην αρχή και πολυμορφικών στη συνέχεια. Στην ελληνική αγορά, καθοριστικής σημασίας για την κατασκευαστική βιομηχανία ήταν η παραγωγή των πολυμορφικών, σπειροειδών συνδετήρων, που με την ονομασία Αντισεισμικοί Θώρακες εμφάνισαν την πρώτη βιομηχανική λύση. Έτσι δόθηκε λύση 114

115 στην κατασκευή και των πλέον πολύπλοκων συνδετήρων, κυρίως όμως, αντιμετωπίστηκε το πρόβλημα της συνεπούς και με ακρίβεια εφαρμογής της μελέτης. Παράλληλα με τους θώρακες, εξελίχθηκαν και οι παραδοσιακές τσερκομηχανές, οι οποίες άρχισαν να παράγουν σε μεγάλη κλίμακα σύνθετους πολυμορφικούς συνδετήρες μισού ή ενός βήματος. Η επόμενη φάση της βιομηχανοποίησης ήταν και εξακολουθεί να είναι η δημιουργία κλωβών με επάλληλους πολυμορφικούς συνδετήρες. Η ανάπτυξη βιοτεχνικών συγκολλητικών μηχανών, έδωσε τη δυνατότητα δημιουργίας κλωβών κάθε τύπου πολυμορφικών συνδετήρων, σε διάφορες πυκνότητες. Πλέον,οι κλωβοί πλεγμάτων ή οι προκατασκευασμένοι συνδετήρες αποτελούν μια αξιόλογη προσπάθεια στα πλαίσια της βιομηχανοποίησης της κατασκευαστικής διαδικασίας. Οι συνδετήρες στα κατακόρυφα στοιχεία και ειδικά στα υποστυλώματα αποτελούν καθοριστικό παράγοντα αντισεισμικής αντοχής. Οι συνδετήρες σε έναν κλωβό διατάσσονται καθ ύψος και συγκροτούνται στις θέσεις τους από σύρματα μικρής διαμέτρου (Φ6) τα οποία συγκολλούνται στους συνδετήρες με αυτογενή συγκόλληση. Επομένως αποτελούν ένα βιομηχανικό προϊόν που εξασφαλίζει τη σωστή εφαρμογή της μελέτης και τη συμμόρφωση με τις απαιτήσεις των κανονισμών, προσφέροντας σημαντικά πλεονεκτήματα από άποψη χρόνου, κόστους και ποιότητας κατασκευής. Με τη χρήση των κλωβών επιτυγχάνεται μεγαλύτερη οικονομία στο κόστος κατασκευής έναντι της παραδοσιακής όπλισης «με το χέρι», μεγαλύτερη αξιοπιστία όσον αφορά τη σωστή απόσταση μεταξύ των ράβδων, μεγαλύτερη ευχέρεια στην τοποθέτηση στο εργοτάξιο. Η βιομηχανοποίηση της κατασκευής και η εξέλιξη της τοποθέτησης του οπλισμού, οδηγούν όλο και περισσότερο, αφενός μεν στην πρακτική προκατασκευής τόσο του κλωβού των συνδετήρων, όσο και ολόκληρου του υποστυλώματος, αφετέρου δε στην τοποθέτηση του προκατασκευασμένου υποστυλώματος με τη βοήθεια γερανού. Η προκατασκευή του οπλισμού και η μηχανοκίνητη τοποθέτησή του είναι εξελίξεις, που προχωρούν μαζί [40]. 115

116 Εικόνα 5.26:Συγκριτική αξιολόγηση του τρόπου κατασκευής του εγκάρσιου οπλισμού Πηγή [40] Εικόνα 5.27:Χαρακτηριστικά παραδείγματα έτοιμων κλωβών Πηγή [40] Εικόνα 5.28:Τοποθέτηση κλωβού οπλισμού Πηγή [32] 116

117 Τα πλέγματα οπλισμού εκσυγχρονίζουν την υπάρχουσα πρακτική της όπλισης, συνδυάζοντας την εξοικονόμηση χρόνου και κόστους κατασκευής με τη βιομηχανική ποιότητα. Τα πλέγματα αυτά παράγονται από χάλυβα οπλισμού SD κατηγορίας B500C και καλύπτουν ανάγκες όπλισης οι οποίες μπορούν να αναλυθούν σε μορφή πλέγματος ή να προκύψουν από την επεξεργασία του. Επομένως μπορούν να εφαρμοστούν σε διάφορες περιπτώσεις όπως η κατασκευή εσχάρας οπλισμού για επιφανειακά στοιχεία (πλάκες και τοιχώματα), η όπλιση ειδικών φορέων (ολόσωμες και μυκητοειδείς πλάκες) και η κατασκευή εγκάρσιου οπλισμού γραμμικών φορέων. Χαρακτηρίζονται από μεγάλο εύρος δυνατοτήτων και ευελιξίας όσον αφορά τις βασικές τους παραμέτρους (διάμετρος οπλισμών, αποστάσεις οπλισμών, διαστάσεις πλέγματος) και μπορούν να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις πολλών έργων. Η χρήση έτοιμων πλεγμάτων έχει πλέον καθιερωθεί στην ελληνική αγορά καθώς προσφέρει ταχύτητα και ευκολία στη διαμόρφωση και στην τοποθέτηση, μείωση κόστους εργατικών σύμφωνα με την παραδοσιακή μέθοδο όπλισης των δομικών στοιχείων, ακρίβεια στη γεωμετρία τοποθέτησης των συνδετήρων εξαιτίας του ελέγχου της ποιότητας κατά τη βιομηχανική παραγωγή. Με τη χρήση έτοιμων πλεγμάτων επιτυγχάνεται εξαιρετική ακαμψία της σχάρας οπλισμού λόγω της μονολιθικής κατασκευής της, με τεχνολογία σημειακής συγκόλλησης [40]. Εικόνα 5.29:Πλέγμα οπλισμού Πηγή [40] 117

118 Εικόνα 5.30:Κατασκευή πλάκας με τη χρήση πλέγματος οπλισμού Πηγή [32] Τυποποιημένες διατομές στοιχείων οπλισμένου σκυροδέματος Είναι σύγχρονη ανάγκη να τηρείται κάποια τυποποίηση των διατομών ειδικά των υποστυλωμάτων στους φέροντες οργανισμούς των κτιριακών έργων. Να επιλέγονται δηλαδή στοιχεία από συγκεκριμένες οικογένειες διατομών και να χρησιμοποιούνται κατά κανόνα. Εννοείται ότι υπάρχει πάντοτε η δυνατότητα επιλογής και οποιασδήποτε άλλης διατομής, αν είναι αναγκαίο σε κάποια κατασκευή, αλλά αυτό πρέπει να είναι μόνο η εξαίρεση στο σημαντικό κανόνα της τυποποίησης. Όσο μεγαλύτερη είναι η τυποποίηση σε ένα κατασκευαστικό περιβάλλον, τόσο υψηλότερο είναι το ποιοτικό επίπεδο και χαμηλότερο το κόστος των κατασκευών. Η τυποποίηση εξυπηρετεί ως προς: τη μείωση του κόστους της κατασκευής, επειδή είναι πιο οικονομικά τα τυποποιημένα καλούπια και οι τυποποιημένοι συνδετήρες, την αύξηση της ποιότητας της κατασκευής, την εξοικείωση των μελετητών των αρχιτεκτονικών σε συγκεκριμένους κανόνες στατικών στοιχείων, την ευκολία κατασκευής και επίβλεψης του σκελετού Τονίζεται, ότι η τυποποίηση δεν πρέπει να καταργεί την ποικιλία των διατομών που πάντοτε πρέπει να έχει στη διάθεσή του ο μελετητής, αλλά πρέπει να τη χρησιμοποιεί μόνο όταν υπάρχει ανάγκη. 118

119 Συμπερασματικά με τη συστηματική χρήση τόσο των πλεγμάτων όσο και των κλωβών οπλισμού εισάγουμε έναν υψηλό βαθμό βιομηχανοποίησης στις κτιριακές κατασκευές μειώνοντας την εξάρτηση των διαφόρων δραστηριοτήτων από τον ανθρώπινο παράγοντα. Με αυτόν τον τρόπο είναι δυνατόν να αυξηθεί σημαντικά η ταχύτητα κατασκευής του φέροντος οργανισμού και να επιτευχτεί σημαντική οικονομία χάρη στην ελαχιστοποίηση του χρόνου τοποθέτησης του οπλισμού που αποτελεί ένα από τα βασικά στάδια της κατασκευαστικής διαδικασίας. Τέλος, αναπόφευκτα επέρχεται και η βελτίωση της ποιότητας καθώς με τη βιομηχανική παραγωγή και τη χρήση σύγχρονων μεθοδολογιών παραγωγής στο εργοστάσιο του προϊόντος (οπλισμός) είναι δυνατόν να επιτευχθεί πιστή εφαρμογή της μελέτης (με την προϋπόθεση πως αυτή είναι σωστή). Κυκλικά υποστυλώματα Στο σημείο αυτό θα πρέπει να αναφερθεί και η δυνατότητα για χρήση στο δομικό σύστημα υποστυλωμάτων κυκλικής διατομής. Σε υποστυλώματα κυκλικής μόνο διατομής μπορεί να χρησιμοποιηθεί κατά τη διαδικασία κατασκευής τους χαρτότυπος μιας χρήσεως («ξυλότυπος από χαρτί»). Τα πλεονεκτήματα των χάρτινων καλουπιών είναι σημαντικά και έχουν ιδιαίτερη σημασία σύμφωνα με το πνεύμα της παρούσας εργασίας. Αρχικά,παρέχουν δυνατότητα για αύξηση της ταχύτητας της κατασκευαστικής διαδικασίας και ταυτόχρονα σημαντική οικονομία στα εργατικά καθώς επιτρέπουν γρήγορο και εύκολο καλούπωµα, σκυροδέτηση και αποµάκρυνση του καλουπιού επιφέροντας σηµαντική µείωση του κόστους ολόκληρης της διαδικασίας, περιορίζοντας τις ανάγκες σε υλικά και εργατικό δυναµικό. Επίσης η μεταφορά και η τοποθέτηση είναι πολύ εύκολη καθώς πρόκειται για ελαφριές διατάξεις. Επιπλέον αποφεύγεται η χρήση καρφιών και ο καθαρισμός ξύλων με συνέπεια να επιτυγχάνεται ένα άψογο φινίρισμα. Τέλος, αντέχουν µε ασφάλεια όλες τις πιέσεις που δέχεται το καλούπι, κυρίως κατά την σκυροδέτηση και συµπύκνωση του σκυροδέματος [41]. Ωστόσο, το πρόβλημα που εντοπίζεται στην κατασκευή υποστυλωμάτων κυκλικής διατομής είναι η μη παραγωγή έτοιμων προς χρήση βιομηχανικών προϊόντων χάλυβα τέτοιας διατομής στην Ελλάδα (οπλισμού διάτμησης). Με βάση τις υποδείξεις του επιβλέποντος καθηγητή, προτείνεται η παραγωγή μιας 119

120 βιομηχανικής κυκλικής σπείρας διατμητικών οπλισμών η οποία θα είναι έτοιμη για τελική χρήση και τοποθέτηση στο έργο. Αυτή αφού κατασκευαστεί ως βιομηχανικό προϊόν στο εργοστάσιο θα έρχεται συμπιεσμένη («σαν ακορντεόν») στο εργοτάξιο. Στη συνέχεια αφού συνδεθούν οι διαμήκεις οπλισμοί με την εγκάρσια σπείρα ο συνολικός οπλισμός του υποστυλώματος θα τοποθετηθεί στην τελική του θέση στο έργο. Εικόνα 5.31:Χαρακτηριστική διατομή κυκλικού υποστυλώματος Πηγή [41] Εικόνα 5.32:Χαρτότυπος σκυροδέματος Πηγή [41] 120

121 Στο σημείο αυτό θα πρέπει να αναφερθεί πως η αυξημένη ταχύτητα κατασκευής ενός κτιριακού έργου ευνοείται από την απλότητα της κάτοψης. Όσο πιο απλό είναι το σχήμα του κτιρίου σε οριζόντιο και κατακόρυφο επίπεδο χωρίς ιδιαίτερες δυσκολίες, τόσο πιο απλός και εύκολος στην κατασκευή του θα είναι και ο φορέας του έργου. Για παράδειγμα, οι τυποποιημένες διατομές των κατακόρυφων στοιχείων, η σωστή τοποθέτηση των κατακόρυφων στοιχείων στην κάτοψη (συμμετρικός κάναβος), οι πλάκες ίδιων διαστάσεων, η αποφυγή ανισόσταθμων δαπέδων και ύπαρξης διαφορετικών επιπέδων στον ίδιο όροφο αποτελούν παράγοντες που οδηγούν σε ευκολότερη κατασκευαστική διαδικασία και στην αύξηση της ταχύτητας της διεξαγωγής της. Εξάλλου, η ύπαρξη τέτοιων παραγόντων στο σύστημα πέραν από την άμεση αύξηση του χρόνου εξαιτίας της δυσκολίας κατασκευής αυξάνει και την πιθανότητα ενδεχόμενων λαθών τα οποία επηρεάζουν αρνητικά το χρόνο αλλά και το κόστος κατασκευής. 121

122 5.7 Θεωρητική έρευνα Στη συνέχεια παρατίθενται περιπτώσεις υψηλών κτιρίων που μελετήθηκαν στα πλαίσια διπλωματικών εργασιών στο εργαστήριο Οπλισμένο Σκυροδέματος και Φέρουσας Τοιχοποιίας του τμήματος Πολιτικών Μηχανικών του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, με στόχο τη μείωση του χρόνου ανεγέρσεως του φέροντος οργανισμού τους. Στα πλαίσια των εργασιών αυτών αξιοποιήθηκαν τα ανωτέρω μέσα νέας τεχνολογίας και επετεύχθη ένα πολύ αξιόλογο αποτέλεσμα και μάλιστα χωρίς εκπτώσεις στην αντισεισμική ασφάλεια και στην ανθεκτικότητα. Ο ρυθμός ανέγερσης μιας πλάκας ορόφου μπορεί να βελτιωθεί στο χρονικό διάστημα των τεσσάρων ημερών ανά πλάκα ορόφου. Η συρρίκνωση αυτή του χρόνου συμβάλει οπωσδήποτε στην οικονομικότητα ανεγέρσεως ολόκληρου του έργου. Με βάση τις μελέτες αυτές φαίνεται ότι διαψεύδονται οι Κασσάνδρες οι οποίες έβλεπαν το σκυρόδεμα στην δεκαετία του 80 «ως ξοφλημένο» υλικό, εξαιτίας κυρίως των μειονεκτημάτων ανθεκτικότητας αλλά και αντισεισμικότητας. Το σκυρόδεμα όχι μόνο κέρδισε τη μάχη της θεραπείας όλων των μειονεξιών του, αλλά και φαίνεται να υπερέχει του υπ αριθμόν ένα ανταγωνιστή του, του χάλυβα, σε όλο το φάσμα των τεχνικώς απαιτούμενων ιδιοτήτων, ακόμα και εις τον χρόνο κατασκευής ο οποίος μέχρι σήμερα θεωρείται ως το έσχατο πλεονέκτημα του χάλυβα. Περίπτωση μελέτης 1: Κτίριο με μέσου μήκους ανοίγματα και περιμετρικές μόνο δοκούς [26] Το συγκεκριμένο κτίριο αποτελείται από ισόγειο με ύψος 6,0 m και οχτώ (8) ορόφους με ύψος τυπικού ορόφου h=3,0 m και το συνολικό εμβαδόν της κάτοψης είναι ίσο με Ε=385,00 m 2, ενώ το συνολικό ύψος προκύπτει ίσο με 30 m. H θεμελίωση είναι επιφανειακή με γενική κοιτόστρωση. Χαρακτηριστικό της μορφής του φέροντος οργανισμού είναι η ύπαρξη ισχυρού πυρήνα στην θέση του φρεατίου του ανελκυστήρα, όπως επίσης και η ύπαρξη περιμετρικού τοιχώματος κατά την έννοια του πλάτους της κάτοψης, μήκους 7,00 m. Εξετάστηκαν δύο παραλλαγές διάρθρωσης του χωρικού συστήματος για το ίδιο εννιάωροφο κτίριο,η μία χωρίς εσωτερικές δοκούς και η άλλη με εσωτερικές δοκούς (συμβατική κατασκευή). Στην πρώτη περίπτωση η πλάκα έχει πάχος 24 cm ενώ στην άλλη 20 cm, ενώ τα 122

123 κατακόρυφα στοιχεία παρέμειναν ίδια και στις δύο περιπτώσεις. Μελετήθηκαν οι επιπτώσεις της αφαίρεσης των εσωτερικών μόνο δοκών στις ελληνικές πολυκατοικίες, αφενός στον τομέα της ασφάλειας και αφετέρου από την πλευρά του κόστους. Με τη διατήρηση των περιμετρικών δοκών (ύπαρξη ενός ελαχίστου αριθμού πλαισίων) και την ανάληψη του μεγαλύτερου ποσοστού των σεισμικών δυνάμεων ( της τάξεως του 90% και άνω) από καταλλήλως διαμορφωμένα τοιχώματα η σεισμική απόκριση του εν λόγω κτιρίου κατά τη φάση της προσομοίωσης του στο πρόγραμμα SAP 2000 αποδείχθηκε πολύ καλή. Εικόνα 5.33:Κάτοψη κτιρίου με εσωτερικές δοκούς (συμβατική κατασκευή) Πηγή [26] 123

124 Όροφος Π. Μ. Σ. «ΔΙΟΙΚΗΣΗ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ» Εικόνα 5.34:Κάτοψη κτιρίου με περιμετρικές δοκούς Πηγή [26] 9 Διατρητική τέμνουσα στύλων ανα όροφο- Συνδυασμός αστοχίας ,2 0,4 0,6 0,8 Δρώσα τέμνουσα σχεδιασμού (MN/m^2) Εικόνα 5.35:Μεταβολή της διατρητικής τέμνουσας των εσωτερικών υποστυλωμάτων καθ ύψος σε κτίριο με περιμετρικές δοκούς Πηγή [26] Σ5,Σ6 VRD,c 124

125 Εικόνα 5.36:Χαρακτηριστικά σχέδια τοποθέτησης διατρητικού οπλισμού Πηγή [26] Με βάση τα κριτήρια αξιολόγησης των κατασκευών (ασφάλεια, λειτουργικότητα, οικονομικότητα και αισθητική) διατυπώθηκαν τα παρακάτω συμπεράσματα. Το πρόβλημα της διατρήσεως είναι ευχερώς αντιμετωπίσιμο για τις ομάδες δράσεων με και χωρίς σεισμό. Το πλέγμα οπλισμού που τοποθετείται σε όλη την κάτοψη των πλακών άνω και κάτω και συμπληρώνεται με πρόσθετους οπλισμούς στις θέσεις των αιχμών των καταπονήσεων, μπορεί εκ πρώτης όψεως να φαίνεται αντιοικονομικό, ωστόσο πλεονεκτεί σε ευκολία κατασκευής. Ως προς την οικονομικότητα των δυο λύσεων, η ποσότητα σκυροδέματος που χρησιμοποιήθηκε ήταν σχεδόν ίδια και για τις δύο περιπτώσεις,ενώ παρατηρήθηκε μια μικρή αύξηση της απαιτούμενης ποσότητας του χάλυβα της τάξης του 13% περίπου για τον τυπικό όροφο στην περίπτωση του κτιρίου χωρίς εσωτερικές δοκούς. Μολονότι,η λύση χωρίς δοκούς αναλίσκει περισσότερο χάλυβα οπλισμών τούτο δεν την κάνει οικονομικότερη καθόσον η αντίπαλος λύση χωρίς δοκούς διαθέτει το πλεονέκτημα της μεγαλύτερης ταχύτητας κατασκευής και εξουδετερώνει αυτό το πλεονέκτημα της άλλης. 125

126 Περίπτωση μελέτης 2 : Κτίριο με μέσου μήκους ανοίγματα χωρίς δοκούς [42] Το συγκεκριμένο κτίριο αποτελείται από ισόγειο ύψους 4,5 m, υπόγειο βάθους 3 m και εννιά (9) ορόφους με ύψος τυπικού ορόφου h=3m. Η θεμελίωση είναι επιφανειακή με γενική κοιτόστρωση. Το συνολικό εμβαδόν της κάτοψης προκύπτει Ε=719,52 m 2 και το συνολικό ύψος του κτιρίου Η=31m. Το σύστημα δόμησης που χρησιμοποιήθηκε είναι πλάκες επί στύλων με την τοποθέτηση ανεστραμμένων μυκήτων για αποφυγή του φαινομένου της διάτρησης καθώς έτσι εξασφαλίζεται ευελιξία χρήσης χώρων. Η απουσία δοκών και συνεπώς η έλλειψη πλαισίων ικανών να παραλάβουν μέρος της σεισμικής διέγερσης, οδήγησε στην τοποθέτηση αρκετών τοιχωμάτων στο σύστημα (μεμονωμένων είτε με τη μορφή πυρήνων) ώστε να παραλάβουν αυτά όλες τις σεισμικές δυνάμεις. Έτσι το ποσοστό της σεισμικής δύναμης στα υπόλοιπα στοιχεία του φέροντος οργανισμού (υποστυλώματα, πλάκες, κόμβοι) θα είναι πολύ μικρό και δε θα υπάρχουν κίνδυνοι ψαθυρής αστοχίας (διάτρησης) ειδικά στις συνδέσεις των κατακόρυφων και οριζόντιων μελών. Στόχος της μελέτης ήταν η σημαντική μείωση του χρόνου κατασκευής του φέροντος οργανισμού με ρύθμιση τριών παραμέτρων που είναι η ευκολότερη τοποθέτηση των ξυλοτύπων με την απουσία δοκών, η γρήγορη ωρίμανση του σκυροδέματος που με κατάλληλο επιταχυντή σκλήρυνσης μπορεί να φθάσει το 75% της αντοχής του από την πρώτη μέρα και η ομοιομορφία στην τοποθέτηση των οπλισμών κάμψης. Με τη μέθοδο αυτή επετεύχθη μείωση του χρόνου ανέγερσης ενός ορόφου σε 4 ημέρες, αριθμός που αποτελεί ρεκόρ για τις κατασκευές από σκυρόδεμα. Στην προσπάθεια που έγινε για την εύρεση της καλύτερης λύσης από οικονομική και κατασκευαστική άποψη, εξετάστηκαν δύο περιπτώσεις μυκητοειδούς πλάκας όπου στην πρώτη έχουμε οπλισμένο σκυρόδεμα ενώ στη δεύτερη προεντεταμένο με εφαρμογή πλήρους προέντασης. Τα κοινά στοιχεία των δύο λύσεων είναι ότι ο χρόνος ανέγερσης του κτιρίου παρέμεινε ο ίδιος ενώ παράλληλα έχουμε διαμόρφωση ανεστραμμένων μυκήτων στις θέσεις των στηρίξεων, για λόγους ανάσχεσης της διάτρησης, και διαμόρφωση πλάκας με διάκενα τύπου Zölner για μείωση του ιδίου βάρους της κατασκευής. Το πάχος των πλακών σε όλους τους ορόφους είναι κοινό ενώ διαφορές παρατηρούνται στο τελικό κόστος του έργου, στη λειτουργικότητα των δύο λύσεων αλλά και στη διάρκεια ζωής της κατασκευής. Σε κάθε στάθμη ορόφου διαμορφώνονται στα σημεία των υποστυλωμάτων ανεστραμμένοι μύκητες τέτοιων διαστάσεων ώστε να μειώνεται το πρόβλημα της 126

127 διάτρησης. Στην περιοχή του κλιμακοστασίου υπάρχει ενιαίος μύκητας. Η πλάκα έχει πάχος 20cm και οι μύκητες 30cm. Για την περίπτωση της προεντεταμένης πλάκας ισχύουν τα εξής : Η προένταση εφαρμόζεται και στις δυο διευθύνσεις στις «λωρίδες» που δημιουργούνται από τους μύκητες. Επομένως, τένοντες τοποθετούνται και στις δύο διευθύνσεις, ενώ διασταυρώνονται μόνο στις θέσεις των ανεστραμμένων μυκήτων, οπότε δεν υπάρχουν προβλήματα σχετικά με τις απαιτήσεις επικάλυψης. Η κύρια διεύθυνση προέντασης είναι η διεύθυνση x-x ενώ η δευτερεύουσα είναι στη διευθυνση y-y με βάση την επάρκεια των αναπτυσσόμενων αντιφορτίων και την κατασκευαστική ευκολία. Η σημασία τους είναι ιδιαίτερη στο στάδιο της πρώιμης αφαίρεσης των ξυλοτύπων καθώς το σκυρόδεμα δεν έχει αναπτύξει πλήρως τις αντοχές του και έτσι μέσω των αντιφορτίων προσδίδεται ένα είδος αντιστήριξης, ενώ συνεισφέρουν σημαντικά και στη μετέπειτα λειτουργία του κτιρίου μειώνοντας τα βέλη στις πλάκες (λειτουργούν σαν ψευδοδοκοί ). Εικόνα 5.37:Κάτοψη κτιρίου μεσαίων ανοιγμάτων - Μύκητες Πηγή [42] 127

128 Εικόνα 5.38: Κάτοψη κτιρίου μεσαίων ανοιγμάτων - Τένοντες προέντασης Πηγή [42] Εικόνα 5.39:Χαρακτηριστικές τομές αντεστραμμένων μυκήτων στην περίπτωση του οπλισμένου και προεντεταμένου σκυροδέματος Πηγή [42] Συγκρίνοντας τις 2 λύσεις στο συγκεκριμένο έργο διαπιστώθηκε πως στη περίπτωση της πλάκας με οπλισμένο σκυρόδεμα απαιτήθηκε 85% περισσότερος συμβατικός οπλισμός σε σχέση με την προεντεταμένη πλάκα. Σύμφωνα με το περιγραφικό τιμολόγιο οικοδομικών έργων, το κόστος του συμβατικού οπλισμού συμπεριλαβανομένων των εργατικών (δίχως τις ασφαλιστικές εισφορές) είναι 0,95 /kg, ενώ του τένοντα προέντασης μαζί με τις αγκυρώσεις ανέρχεται σε εξαπλάσιο ποσό. Συνεπώς παρατηρείται μια υπέρβαση του κόστους των οπλισμών (συμβατικού και προέντασης) ανά πλάκα τυπικού ορόφου στην περίπτωση της προένταταμένης λύσης κατά 119%. Η ποσότητα του χρησιμοποιούμενου 128

129 σκυροδέματος είναι η ίδια σε όλες τις περιπτώσεις καθώς διατηρούνται σταθερά τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά του φορέα ενώ παρατηρείται μια υπέρβαση του κόστους των οπλισμών στη πλήρη προένταση κατά 67%, σε σχέση με το αμιγώς οπλισμένο σκυρόδεμα. Όσον αφορά τον φέροντα οργανισμό, παρατηρείται μια υπέρβαση του συνολικού κόστους του σκυροδέματος και των οπλισμών στην περίπτωση πλήρους προέντασης κατά 27% σε σχέση με το αμιγώς οπλισμένο σκυρόδεμα. Εικόνα 5.40: Απαιτούμενη ποσότητα χάλυβα στις πλάκες των ορόφων στις περιπτώσεις του αμιγώς οπλισμένου και προεντεταμένου σκυροδέματος Πηγή [42] Εικόνα 5.41:Συνολικό κόστος οπλισμών φέροντος οργανισμού στις περιπτώσεις του αμιγώς οπλισμένου και προεντεταμένου σκυροδέματος Πηγή [42] 129

130 Εικόνα 5.42:Συνολικό κόστος σκυροδέματος και οπλισμών του φέροντος οργανισμού στις περιπτώσεις του αμιγώς οπλισμένου και προεντεταμένου σκυροδέματος Πηγή [42] Με βάση τα παραπάνω προκύπτει το συμπέρασμα πως οι λύσεις προέντασης κοστίζουν πολύ περισσότερο σε σχέση με τις λύσεις του αμιγούς οπλισμένου σκυροδέματος, ειδικά όταν η σύγκριση γίνεται μεταξύ των οπλισμών των πλακών. Αυτό είναι απολύτως φυσιολογικό, παρόλο που μειώνεται ο συμβατικός οπλισμός των πλακών, καθώς οι τένοντες προέντασης είναι κατά πολύ ακριβότεροι απ τους συμβατικούς οπλισμούς. Η χρήση,επομένως, της προέντασης θα πρέπει να συνδυάζεται και με άλλες παραμέτρους κατά το σχεδιασμό ενός έργου και όχι μόνο με την δυνατότητα που προσφέρει για πρώιμη αφαίρεση των ξυλοτύπων. Τέτοιες παράμετροι είναι η ύπαρξη μεγάλων ανοιγμάτων που το οπλισμένο σκυρόδεμα αδυνατεί να γεφυρώσει, η ανάγκη για περιορισμένη ρηγμάτωση των πλακών και η αντιμετώπιση των ανεπιθύμητων παραμορφώσεων ειδικά στην περίπτωση που χρησιμοποιούνται στο δομικό σύστημα ευαίσθητα στοιχεία. Έτσι στην περίπτωση που οι ιδιαιτερότητες του έργου δεν απαιτούν την χρήση της προέντασης στο σύστημα, επιλέγεται η λύση του αμιγώς οπλισμένου σκυροδέματος που είναι και η πιο οικονομική. 130

131 Εικόνα 5.43:Εκτίμηση της διάρκειας των διαφόρων φάσεων κατασκευής του φέροντος οργανισμού Πηγή [42] Εικόνα 5.44:Μέθοδος κατά κόμβους για τον προγραμματισμό των εργασιών κατασκευής του φέροντος οργανισμού Πηγή [42] 131

132 Περίπτωση μελέτης 3 : Κτίριο με μεγάλα μήκους ανοίγματα χωρίς δοκούς [43] Το συγκεκριμένο κτίριο αποτελείται από υπόγειο με ύψος 3m, ισόγειο με ύψος 4,5m και οχτώ (8) ορόφους με ύψος τυπικού ορόφου h=3,2m. Το συνολικό εμβαδόν της κάτοψης είναι ίσο με Ε= 900,00m 2, ενώ το συνολικό ύψος προκύπτει ίσο με 30,10m από τη στάθμη του εδάφους. H θεμελίωση είναι επιφανειακή με γενική κοιτόστρωση. Χαρακτηριστικό της μορφής του φέροντος οργανισμού είναι η απουσία περιμετρικών και εσωτερικών δοκών, η ύπαρξη ισχυρού πυρήνα στην θέση του φρεατίου του ανελκυστήρα και η ύπαρξη μεμονωμένων τοιχωμάτων. Πρόκειται για φέροντα οργανισμό με μεγάλα ανοίγματα καθώς η επιμήκης διεύθυνση (x-x ) διαθέτει ανοίγματα μήκους περίπου 9 m ενώ στην άλλη διεύθυνση(y-y) τα ανοίγματα είναι μικρότερα και περίπου 6,5 m. Εξαιτίας της απουσίας δοκών υπάρχει κίνδυνος διάτρησης στις περιοχές περιμετρικά των υποστυλωμάτων και στις γωνίες των τοιχωμάτων. Έτσι χρησιμοποιήθηκαν ανάστροφοι μύκητες στο άνω μέρος της πλάκας για την αντιμετώπιση της διάτρησης αλλά και για την ευκολότερη τοποθέτηση των τενόντων. Ωστόσο, επειδή χρησιμοποιήθηκαν τένοντες προέντασης για να επιτευχθεί ταχεία αποψίλωση των ξυλοτύπων οι πλάκες της ανωδομής δεν κινδυνεύουν άμεσα από το φαινόμενο της διάτρησης. Έτσι σε κανέναν όροφο δεν απαιτούνται οπλισμοί διάτρησης, γεγονός που μπορεί να αποδοθεί στο ότι οι τένοντες αυξάνουν δραστικά το ποσοστό του εφελκυόμενου οπλισμού και στο ότι η πλάκα στις κρίσιμες περιοχές διαθέτει αυξημένο στατικό ύψος. Επομένως, η κατασκευή των πλακών έγινε με τη δημιουργία ενισχυμένων γεωμετρικά ζωνών μόνο κατά την διαμήκη διεύθυνση (χ-χ) και παρεμβολή τενόντων ομοιόμορφα, ανά αποστάσεις της τάξεως του 1,5m, στην εγκάρσια διεύθυνση με σκοπό τον περιορισμό των τάσεων και την αποφυγή της ρηγμάτωσης η οποία αποτελεί και τον υπ αριθμόν ένα κίνδυνο στις κατασκευές προεντεταμένου σκυροδέματος. Με αυτόν τον τρόπο, αποφεύχθηκε και περαιτέρω αύξηση του ιδίου βάρους της κατασκευής. Τελικώς, επιλέχθηκε πλάκα πάχους 40 cm στις ενισχυμένες κατά χ-χ ζώνες και πάχους 25cm στις μη ενισχυμένες ζώνες. 132

133 Όροφος Π. Μ. Σ. «ΔΙΟΙΚΗΣΗ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ» Εικόνα 5.45:Κάτοψη κτιρίου μεγάλων ανοιγμάτων Τένοντες προέντασης Πηγή [43] Διατμητική τάση στύλου ανά όροφο - Συνδυασμός αστοχίας 0 0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 Δρώσα Διατμητική Τάση Σχεδιαμού (MN/m2) Σ6 VRD,c Εικόνα 5.46:Μεταβολή της διατρητικής τέμνουσας υποστυλώματος καθ ύψος ενός προεντεταμένου κτιρίου Πηγή [43] Εικόνα 5.47:Χρονοδιάγραμμα των διαφόρων φάσεων κατασκευής του φέροντος οργανισμού ενός τυπικού ορόφου Πηγή [43] 133

134 Με βάση τις προαναφερθείσες ερευνητικές εργασίες το συμπέρασμα που εξάγεται είναι ότι δια των χρησιμοποιηθέντων μέσων νέας τεχνολογίας, όπως η προένταση των πλακών, η χρησιμοποίηση σκυροδέματος υψηλής επιτελεστικότητας και ταχείας εκδήλωσης αντοχών και η αφαίρεση των δοκών είναι δυνατή η επίτευξη των επιδιωκόμενων στόχων κατά το σχεδιασμό φορέων σκυροδέματος όπως η λειτουργικότητα, η οικονομία, η αισθητική και μάλιστα χωρίς εκπτώσεις στην αντισεισμική ασφάλεια και στην ανθεκτικότητα. Ο ρυθμός ανέγερσης μιας πλάκας ορόφου μπορεί να βελτιωθεί στο χρονικό διάστημα των τεσσάρων ημερών ανά πλάκα ορόφου. Η συρρίκνωση αυτή του χρόνου συμβάλει οπωσδήποτε στην οικονομικότητα ανεγέρσεως ολόκληρου του έργου. Με βάση τις εκτεθείσες διαπιστώσεις φαίνεται ότι διαψεύδονται οι Κασσάνδρες οι οποίες έβλεπαν το σκυρόδεμα στην δεκαετία του 80 «ως ξοφλημένο» υλικό, εξαιτίας κυρίως των μειονεκτημάτων ανθεκτικότητας αλλά και αντισεισμικότητας. Το σκυρόδεμα όχι μόνο κέρδισε τη μάχη της θεραπείας όλων των μειονεξιών του, αλλά και φαίνεται να υπερέχει του υπ αριθμόν ένα ανταγωνιστή του, του χάλυβα, σε όλο το φάσμα των τεχνικώς απαιτούμενων ιδιοτήτων, ακόμα και εις τον χρόνο κατασκευής ο οποίος μέχρι σήμερα θεωρείται ως το έσχατο πλεονέκτημα του χάλυβα. Παρακάτω παρατίθενται ορισμένες περιπτώσεις κτιρίων,που εντοπίστηκαν στην ξένη βιβλιογραφία,οι οποίες αναφέρονται στη χρήση μυκητοειδών πλακών στο δομικό σύστημα του εκάστοτε έργου και περιλαμβάνουν στοιχεία που αφορούν τον οικονομικό σχεδιασμό τέτοιων συστημάτων. Περίπτωση κτιρίου με μεσαία ανοίγματα χωρίς δοκούς και χωρίς τοιχώματα [44]: Παρακάτω παρατίθεται μία περίπτωση ενός δομικού συστήματος χωρίς δοκούς. Το δομικό σύστημα αποτελείται από υποστυλώματα και πλάκες επί αυτών. Καθώς το κτίριο βρίσκεται σε μη σεισμογενή περιοχή δεν τοποθετήθηκαν στο δομικό σύστημα τοιχώματα και η παραλαβή των οριζόντιων φορτίσεων πραγματοποείται μέσω των υποστυλωμάτων. 134

135 Εικόνα 5.48:Μεταβλητές για το σχεδιασμό συστημάτων πλακών χωρίς δοκούς Πηγή [44] Εικόνα 5.49:Κάτοψη κτιρίου χωρίς δοκούς σε μη σεισμογενή περιοχή Πηγή [44] 135

136 Εικόνα 5.50:Σύγκριση κόστους κατασκευής κτιρίων με και χωρίς δοκούς Πηγή [44] Το κόστος κατασκευής του φέροντος οργανισμού αποτελείται από το επιμέρους κόστος των υλικών (σκυρόδεμα, χάλυβας και ξυλότυποι) και το κόστος της εργασίας. Με βάση το διάγραμμα, παρατηρούμε πως η λύση χωρίς δοκούς (flat slab) είναι περίπου 23% φθηνότερη σε σχέση με τη συμβατική κατασκευή (κτίριο με δοκούς). Στο κτίριο με δοκούς το κόστος των πλακών ανέρχεται στο 89% του συνολικού κόστους ενώ το κόστος των κατακόρυφων στοιχείων στο 11%. Στο κτίριο χωρίς δοκούς το κόστος των πλακών ανέρχεται στο 91% του συνολικού κόστους ενώ το κόστος των κατακόρυφων στοιχείων στο 9%. Με βάση τα παραπάνω εύκολα εξάγεται το συμπέρασμα πως το κόστος των πλακών στα κτίρια χωρίς δοκούς αποτελεί το μεγαλύτερο μερίδιο του κόστους κατασκευής ενός τυπικού ορόφου. Συνεπώς αποτελεί βασικό παράγοντα η επιλογή των βέλτιστων χαρακτηριστικών ώστε να επιτυγχάνεται στο σύστημα η μεγαλύτερη δυνατή οικονομία. Με βάση το διάγραμμα το συνολικό κόστος του φέροντος οργανισμού στην περίπτωση του συμβατικού συστήματος διαμορφώνεται ως εξής: 39% κόστος ξυλοτύπου, 33% κόστος σκυροδέματος και 28% κόστος οπλισμού. Στην περίπτωση του κτιρίου χωρίς δοκούς το συνολικό κόστος έχει ως εξής: 51%το κόστος του ξυλοτύπου,36% κόστος σκυροδέματος και 13% κόστος οπλισμού. 136

137 Περίπτωση κτιρίου με μεσαία ανοίγματα και τοιχώματα [45] Παρακάτω παρουσιάζεται η περίπτωση ενός τετραώροφου κτιρίου χωρίς δοκούς. Οι διατάσεις του είναι 36x36m (τετραγωνική κάτοψη) και τα ανοίγματα μεταξύ των κατακόρυφων στοιχείων ανέρχονται σε 6 m. Το δομικό σύστημα περιλαμβάνει 4 γωνιακά τοιχώματα στις 4 γωνίες του κτιρίου τα οποία θα παραλάβουν το μεγαλύτερο μέρος της σεισμικής καταπόνησης (περίπου 75%). Μελετήθηκαν 2 παραλλαγές του κτιρίου όσον αφορά το σχεδιασμό των πλακών και επιχειρήθηκε μία σύγκριση του κόστους τους. Στη μεν πρώτη περίπτωση το πάχος της πλάκας ανέρχεται στα 15cm ενώ υπάρχουν τοπικές ενισχύσεις στις κεφαλές των υποστυλωμάτων πάχους 5 cm. Στην άλλη περίπτωση διατηρήθηκε ενιαίο πάχος πλάκας 22,5 cm. Οι διατομές των κατακόρυφων στοιχείων παραμείναν σταθερές και στις 2 περιπτώσεις. Τα υποστυλώματα είναι τετραγωνικής διατομής με διαστάσεις 55x55 cm, ενώ τα τοιχώματα έχουν διαστάσεις 155x20 cm. Εικόνα 5.51:Κατόψεις κτιρίων χωρίς δοκούς με και χωρίς μύκητες Πηγή [45] 137

138 Εικόνα 5.52:Σύγκριση κόστους κατασκευής κτιρίων με και χωρίς μύκητες Πηγή [45] Με βάση το διάγραμμα, τα αποτελέσματα δείχνουν πως η πιο οικονομική λύση είναι η πλάκα με μύκητες. Οι μύκητες παίζουν καθοριστικό ρόλο στην αύξηση της διατρητικής αντοχής της πλάκας. Η ποσότητα του οπλισμού που απαιτείται σε μία μυκητοειδή πλάκα χωρίς μύκητες είναι μεγαλύτερη σε σχέση με την περίπτωση πλάκας με δοκούς ή με μύκητες. Το κόστος στην περίπτωση που δεν χρησιμοποιούνται μύκητες αυξάνεται κατά 29%. 138

139 5.8 Κατασκευαστική διαδικασία Ξυλότυποι Η εξέλιξη των ξυλοτύπων ακολούθησε την ευρεία διάδοση του σκυροδέματος στη διάρκεια του 20 ου αιώνα. Η καθιέρωση του ως κυρίαρχο υλικό των σύγχρονων κατασκευών απαίτησε ουσιαστικά την βελτίωση των χαρακτηριστικών των χρησιμοποιούμενων ξυλοτύπων. Κύρια χαρακτηριστικά κατά την κατασκευή τους είναι τα εξής: Ποιότητα (αντοχή, ακαμψία, ανθεκτικότητα στο χρόνο) Ασφάλεια (για τους εργαζόμενους κατά τη διάρκεια κατασκευής του έργου αλλά και για το υπό κατασκευή χωρικό σύστημα) Οικονομικότητα (το κόστος του ξυλοτύπου μπορεί να φθάσει έως το 60% του συνολικού κόστους του σκυροδέματος) Εικόνα 5.53:Ποιοτική κατανομή των επιμέρους στοιχείων του κόστους σε μία κατασκευή σκυροδέματος Πηγή [46] 139

140 Εικόνα 5.54: Ποσοτική κατανομή των επιμέρους στοιχείων του κόστους σε μία κατασκευή σκυροδέματος Πηγή [46] To κόστος κατασκευής του ξυλότυπου είναι ιδιαίτερα σημαντικό καθώς καταλαμβάνει το 50% του συνολικού κόστους μιας κατασκευής σκυροδέματος. Με βάση το σχήμα, το κόστος των υλικών και της εργασίας του ξυλοτύπου μπορεί να υπερβεί το συνολικό κόστος των υλικών( σκυροδέμα και οπλισμος) και της εργασίας τους. Ειδικότερα, τα υλικά του ξυλότυπου είναι μόνο ένα μικρό ποσοστό του συνόλου των δαπανών που αφορούν τον ξυλότυπο. Το μεγαλύτερο κόστος σχετίζεται με την εργασία του ξυλότυπου - οι δαπάνες δηλαδή που συνδέονται με την εγκατάσταση και την αφαίρεση του ξυλοτύπου. Ως εκ τούτου, προϋπόθεση για τη μείωση του κόστους μιας κατασκευής είναι η χρήση ενός συστήματος ξυλοτύπου με γρήγορο ρυθμό κατασκευής. Απαιτείται επομένως μια εύκολη κατασκευαστικά δομή που μειώνει την απαιτούμενη εργασία και οδηγεί σε πιθανή εξοικονόμηση κόστους. Το πιο οικονομικό σύστημα από αυτήν την άποψη είναι η επίπεδη πλάκα ή πλάκα χωρίς δοκούς. Η τοποθέτηση των ξυλοτύπων σε τέτοιες πλάκες (επίπεδες) είναι πολύ ευκολότερη και ταχύτερη διαδικασία σε σχέση με τη συμβατική κατασκευή (πλάκα επί δοκών). Σε αυτό το σύστημα, ο ξυλότυπος αποτελείται από μεγαλύτερα επίπεδα τμήματα τα οποία έχουν περιορισμένες διακοπές (παρεμβολή κατακόρυφων στοιχείων) καθώς δεν υπάρχουν δοκοί. Έτσι συναρμολογούνται και αφαιρούνται πολύ εύκολα, επιταχύνοντας το ρυθμό εξέλιξης της διαδικασίας και μειώνοντας το εργατικό κόστος [46]. 140

141 Για την κατασκευή ενός κτιρίου προσφέρονται ξυλότυποι και μεταλλότυποι. Οι συμβατικοί ξυλότυποι έχουν ως πλεονέκτημα το μικρό βάρος τους έναντι των μεταλλικών ενώ μειονεκτούν ως προς το γεγονός ότι δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν πολλές φορές πριν απαξιωθούν. Η χρήση των μεταλλότυπων έχει αυξηθεί ραγδαία στα περισσότερα σύγχρονα έργα σε όλο τον κόσμο εξαιτίας των πλεονεκτημάτων του έναντι του ξυλότυπου. Τα πλεονεκτήματα των βιομηχανικών ξυλοτύπων είναι [47]: η υψηλή ποιότητα κατασκευής ο μικρός αριθμός προσωπικού η ταχύτητα εκτέλεσης η ασφάλεια εργαζομένων η επίτευξη λείων επιφανειών Τα μειονεκτήματα των βιομηχανικών ξυλοτύπων είναι [47]: το υψηλό κόστος αρχικής επένδυσης η ανάγκη χρήσης γερανού η μικρή ευελιξία σε μικρές και πολύπλοκες κατασκευές Εξετάζοντας τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των βιομηχανικών ξυλοτύπων με την αντίστοιχη βαρύτητά τους, προκύπτει σαφής υπεροχή των βιομηχανικών ξυλοτύπων σε σχέση με τους συμβατικούς. Για την επίτευξη της μέγιστης ταχύτητας κατασκευής του κτιρίου, γεγονός που αποτελεί και τον βασικότερο στόχο της παρούσας εργασίας, προτείνεται η χρήση μεταλλοτύπων. Για την υποστήριξη των ξυλοτύπων και της πλάκας που φέρεται εξ αυτών χρησιμοποιούνται μεταλλικά ικριώματα. Τα μεταλλικά ικριώματα έχουν την δυνατότητα να φέρουν μεγαλύτερα φορτία κάτι που είναι απαραίτητο στη περίπτωση που απαιτείται υψηλή ταχύτητα κατασκευής και κάθε όροφος θα πρέπει να φέρει τα φορτία των υπερκειμένων ορόφων σε μικρότερο χρονικό διάστημα. Στη συνέχεια, αφού αποκτήσει η πλάκα μία επαρκή αντοχή,ξεκαλουπώνεται αλλά παραμένει ένας αριθμός (αν όχι όλα) μεταλλικών ικριωμάτων. Κατ αυτόν τον τρόπο είναι δυνατόν 141

142 να αρχίσει η κατασκευή του επόμενου ορόφου και ο υποκείμενος όροφος μπορεί να φέρει με ασφάλεια το συνεχώς αυξανόμενο φορτίο που προστίθεται. Εικόνα 5.55:Μεταλλότυποι υποστυλωμάτων. Πηγή [46] Εικόνα 5.56:Μεταλλότυποι τοιχείων. Πηγή [46] 142

143 Εικόνα 5.57:Μεταλλότυποι πλακών Πηγή [46] Κατασκευαστικές λεπτομέρειες των επιμέρους φάσεων κατασκευής Βασική απαίτηση για την ολοκλήρωση μιας κατασκευής σε σύντομο χρονικό διάστημα είναι η ύπαρξη οικοδομικού γερανού ώστε η μεταφορά των υλικών να γίνεται το ταχύτερο δυνατόν. Το κόστος του γερανού αντισταθμίζεται από τα επιπλέον έξοδα λειτουργίας του εργοταξίου που θα προέκυπταν εάν δεν υπήρχε ο οικοδομικός γερανός. Θα πρέπει να καθοριστεί ο απαιτούμενος αριθμός πρεσών ανάλογα με το μέγεθος της πλάκας για να είναι δυνατόν η σκυροδέτηση να πραγματοποιηθεί μέσα σε μία ημέρα, καθώς κάθε πρέσα σκυροδετεί περίπου 15m 3 την ώρα. Θα πρέπει να γίνει σωστή διαμόρφωση και τοποθέτηση των ξυλοτύπων στο άνω τμήμα της πλάκας στην περίπτωση που επιλεγεί η χρήση ανεστραμμένων μυκήτων. Η στερέωση των ξυλοτύπων μπορεί να γίνει με χρησιμοποίηση κατασκευαστικού οπλισμού μορφής «Π» στα ανοίγματα και πιθανώς οξυγονοκόλληση του κατασκευαστικού οπλισμού στις αναμονές των κατακόρυφων στοιχείων για περαιτέρω στερέωση. Στην περίπτωση που χρησιμοποιούνται αντεστραμμένοι μύκητες το ιδανικότερο δάπεδο προς κατασκευή είναι το ξύλινο, καθώς απαιτεί και καταλαμβάνει μεγαλύτερο ύψος σε σχέση με τα άλλα είδη δαπέδων. Σε άλλη περίπτωση, για την πλήρωση του πιθανού δημιουργούμενου κενού λόγω της εφαρμογής των μυκήτων και για την επίτευξη της επιπεδότητας της πλάκας 143

144 επιλέγεται πολυστερίνη. η οποία εκτός της θερμομονωτικής της ιδιότητας έχει σχεδόν μηδενικό βάρος. Στο χώρο αυτό (μεταξύ πλάκας σκυροδέματος και τελικού δαπέδου) θα τοποθετηθούν υδραυλικές σωληνώσεις, πιθανή επιδαπέδια θέρμανση, ηλεκτρομηχανολογικές εγκαταστάσεις με αποτέλεσμα να διανοιχθούν οπές στη πολυστερίνη. Στην περίπτωση αυτή κρίνεται σκόπιμο να τοποθετηθούν πλατύπελμοι ήλοι σε κάναβο 20x20cm που θα εξασφαλίζουν την ασφαλή μεταφορά των κατακόρυφων φορτίων στην εκάστοτε πλάκα του φέροντα οργανισμού. Η αφαίρεση των μεταλλότυπων θα γίνει σταδιακά επειδή το σκυρόδεμα δε θα έχει αποκτήσει το 100% της αντοχής του. Λόγω των εργασιών που θα εξελίσσονται θα υπάρχουν μόνιμα και κινητά φορτία στην πλάκα, με αποτέλεσμα να είναι αναγκαία η στήριξη της με ορθοστάτες. Η τοποθέτηση των τενόντων (εάν υπάρχουν) στην κάτοψη μπορεί να πραγματοποιηθεί με μαθηματική ακρίβεια μέσω της χρησιμοποίησης ειδικού μηχανοκίνητου οχήματος. 144

145 5.9 Υπολογισμός νέου χρόνου κατασκευής του τυπικού ορόφου Αξιοποιώντας τις προαναφερθείσες δυνατότητες είναι δυνατόν να επιτευχτεί σημαντική μείωση στον απαιτούμενο χρόνο για την κατασκευή ενός τυπικού ορόφου. Η μείωση του χρόνου σχετίζεται κυρίως με την μείωση του απαιτούμενου χρόνου τοποθέτησης του ξυλοτύπου και οπλισμών της πλάκας (ευκολότερη κατασκευή) αλλά και με τη μείωση του απαιτούμενου χρόνου σκληρύνσεως και απόκτησης αντοχής του σκυροδέματος. Τα κυριότερα στάδια για την κατασκευή ενός τυπικού ορόφου είναι: Τοποθέτηση των ξυλοτύπων των κατακόρυφων στοιχείων Τοποθέτηση των οπλισμών των κατακόρυφων στοιχείων Σκυροδέτηση των κατακόρυφων στοιχείων Τοποθέτηση του ξυλοτύπου της πλάκας Τοποθέτηση των οπλισμών της πλάκας Σκυροδέτηση της πλάκας Οι χρόνοι των επιμέρους δραστηριοτήτων διαφοροποιούνται σε σχέση με τη συμβατική κατασκευή και διαμορφώνονται ως εξής: Στη διάρκεια μίας ημέρας πραγματοποιείται η διαμόρφωση των ξυλοτύπων και η όπλιση των κατακόρυφων στοιχείων. Την επόμενη ημέρα (2 η ) πραγματοποιείται η σκυροδέτηση των κατακόρυφων στοιχείων και ταυτόχρονα ξεκινάει η τοποθέτηση των δίστυλων πλαισίων και η κατασκευή του ξυλότυπου της πλάκας. Την 3 η ημέρα ολοκληρώνεται ο ξυλότυπος της πλάκας και τοποθετείται ο οπλισμός της. Επομένως, την 4 η ημέρα είναι δυνατόν να σκυροδετηθεί η πλάκα και την επομένη ημέρα να ξεκινήσει η κατασκευή του υπερκείμενου ορόφου. Με δεδομένο πως τα συνεργεία εργάζονται 9 ώρες την ημέρα, είναι δυνατό να κατασκευάζεται ένας όροφος κάθε 4 ημέρες. Συμπερασματικά, με ευνοϊκές καιρικές συνθήκες, κατάλληλο συντονισμό του ανθρώπινου δυναμικού (συνεργεία εργασίας) και σωστό χρονικό προγραμματισμό είναι δυνατόν να βελτιωθεί ο ρυθμός κατασκευής του τυπικού ορόφου από τις 10 στις 4 ημέρες. 145

146 Εικόνα 5.58:Διάγραμμα Gantt της κατασκευής τυπικού ορόφου μιας κατασκευής χωρίς δοκούς 146

147 6 Στοιχεία κόστους της κατασκευής των πολυώροφων κτιριακών έργων 6.1 Γενικά στοιχεία κόστους Τα συστήματα διαχείρισης του κόστους αποτελούνται από τις διαδικασίες εκτίμησης του κόστους και από τις διαδικασίες σχεδιασμού και ελέγχου του κόστους. Εικόνα 6.1:Διαχείριση του κόστους της κατασκευαστικής διαδικασίας Πηγή [48] Εικόνα 6.2:Ποιοτική κατανομή του κόστους των επιμέρους δραστηριοτήτων για την παραγωγή ενός τεχνικού έργου Πηγή [49] 147

148 Η προεκτίμηση του κόστους βασίζεται στην προκαταρκτική μελέτη του έργου και λαμβάνει υπόψη τις βασικές τεχνολογικές λύσεις (μεθόδους κατασκευής) που θα υιοθετηθούν. Παρόλο που η προεκτίμηση του κόστους του έργου δεν αναμένεται να είναι πολύ ακριβής, λόγω των περιορισμένων διαθέσιμων πληροφοριών, χρησιμοποιείται συχνά από τους συμμετέχοντες στην κατασκευαστική διαδικασία, συμπεριλαμβανομένων του κύριου του έργου, του μελετητή, του αναδόχου και των χρηματοπιστωτικών ιδρυμάτων. Η αξιόπιστη εκτίμηση της δαπάνης κατασκευής εναλλακτικών μορφών σχεδιασμού κατά τη διάρκεια της προκαταρκτικής μελέτης ενός έργου είναι απαραίτητη για τη σύγκρισή τους και την επιλογή της βέλτιστης λύσης. Επιπλέον, επιτρέπει στον κύριο του έργου να υποστηρίζει κατάλληλα τις διαδικασίες χρηματοδότησης. Μεθοδολογία εκτίμησης κόστους Γενικώς υπάρχουν τέσσερεις βασικές μέθοδοι εκτίμησης του κόστους των κατασκευών. Κάθε μέθοδος εξασφαλίζει επίπεδο εμπιστοσύνης, που από την εμπειρία, είναι ανάλογο με τον χρόνο που απαιτεί η εφαρμογή της. Στην παρούσα εργασία η εκτίμηση του κόστους έγινε με βάση συγκριτικά στοιχεία και σύμφωνα με τις εκτιμήσεις κόστους τετραγωνικού μέτρου ή κυβικού μέτρου. Εκτίμηση κόστους με βάση συγκριτικά στοιχεία: (project comparison estimating ή Parametric Cost Estimating) Χρησιμοποιείται κατά κανόνα στα αρχικά στάδια σχεδιασμού, όταν οι πληροφορίες που υπάρχουν για το έργο περιορίζονται στις γενικές παραμέτρους (χαρακτηριστικά) του έργου. Πρόκειται για την προκαταρκτική εκτίμηση του κόστους, της οποίας η ακρίβεια δεν υπερβαίνει το ± 15%-25%. Η μέθοδος βασίζεται σε ιστορικά στοιχεία κόστους πλήρως αποπερατωμένων παρεμφερών έργων. Ο αριθμός των κλινών ενός νοσοκομείου, ο αριθμός των θέσεων στάθμευσης ενός parking ή ο αριθμός των αιθουσών ενός δικαστηρίου ή ενός σχολείου μπορεί να αποτελέσει την βάση για την συγκριτική εκτίμηση του κόστους δια συγκρίσεως με παρεμφερή έργα που κατασκευάσθηκαν πρόσφατα στην ίδια περιοχή. Όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των διαθεσίμων ιστορικών στοιχείων, τόσο πιο αξιόπιστη είναι η μέθοδος [50]. 148

149 Εκτιμήσεις κόστους τετραγωνικού μέτρου ή κυβικού μέτρου: (square meter and cubic meter estimations) Η μέθοδος έχει εφαρμογή τόσο στην προκαταρκτική όσο και στην ενδιάμεση (πχ. στάδιο προμελέτης) εκτίμηση του κόστους και βασίζεται, επίσης, σε ιστορικά στοιχεία. Η ακρίβεια είναι αρκετά καλή όταν ο σχεδιασμός έχει προχωρήσει τόσο ώστε να μπορούν να μετρηθούν οι επιφάνειες των δαπέδων ή οι όγκοι των προβλεπομένων χώρων. Oι μεγάλες κατασκευαστικές εταιρείες διατηρούν τις δικές τους βάσεις δεδομένων. Για την επίτευξη μεγαλύτερης ακρίβειας στις εκτιμήσεις, που γίνονται με την μέθοδο αυτή, γίνονται προσαρμογές με βάση τους περιφερειακούς δείκτες κόστους, το τοπικό ύψος μισθών και ημερομισθίων, τυχόν ειδικές τοπικές επιβαρύνσεις κλπ. Γίνονται επίσης γραμμικές παρεμβολές μεταξύ των διαθεσίμων πινάκων στοιχείων. Πρόσθετες διορθωτικές ρυθμίσεις μπορούν να γίνουν με βάση τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της κατασκευής, τις επί τόπου συνθήκες (εργοταξιακές) και τα λοιπά απαιτούμενα χαρακτηριστικά του έργου. Η ακρίβεια μπορεί να φθάσει στο επίπεδο ± 5%-15% [50]. Επισημαίνεται πάντως ότι η χρησιμοποίηση των εκτιμήσεων για τον προκαταρκτικό προσδιορισμό του κόστους ενός έργου, ενέχει κινδύνους εάν δεν ληφθούν υπόψη και δεν αξιολογηθούν οι ιδιαιτερότητες του εξεταζομένου έργου. Ως προς την κατασκευή κάθε έργο είναι μοναδικό, ενώ εξαρτάται και από μία σειρά συγκεκριμένων τοπικών συνθηκών (όπως π.χ. το μέγεθος του έργου, οι συνθήκες ανταγωνισμού, η ελαστικότητα των προδιαγραφών, η θέση εκτέλεσης, το ωράριο εργασίας). Εικόνα 6.3:Ακρίβεια των μεθόδων εκτίμησης του κόστους σε συνάρτηση με τον χρόνο που απαιτείται για την εφαρμογή τους Πηγή [50] 149

150 Η επιλογή του βέλτιστου δομικού συστήματος καθορίζεται από τις ιδιαίτερες απαιτήσεις του έργου αλλά και από τις υπάρχουσες δυνατότητες και μεθόδους κατασκευής. Ωστόσο, σε μία ιδιαίτερα σεισμογενή χώρα όπως η Ελλάδα η σεισμική απόκριση των ψηλών κτιρίων αποτελεί καθοριστικό παράγοντα για τον καθορισμό των χαρακτηριστικών του φέροντος οργανισμού καθώς τα μέλη του θα κληθούν να παραλάβουν τις αναπτυσσόμενες εντάσεις σε περίπτωση σεισμού. Η σεισμική ενίσχυση του κτιριακού έργου επιβαρύνει το κόστος κατασκευής του φέροντος οργανισμού κατά 3% περίπου ενώ εκείνο της συνολικής κατασκευής περίπου κατά 1%. Τα βασικά κριτήρια που πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά το σχεδιασμό ενός έργου είναι η ασφάλεια, η λειτουργικότητα, η οικονομία (της κατασκευής και της συντήρησης) και η αισθητική. Τα κριτήρια της ασφάλειας και της λειτουργικότητας καθορίζονται από του ισχύοντες κανονισμούς. Η εκτίμηση του κόστους ενός κτιριακού έργου βασίζεται τόσο στα δεδομένα της υπάρχουσας εμπειρίας αλλά και στα αποτελέσματα των παρόμοιων μελετών. Γενικά το κόστος σχετίζεται άμεσα με τη βασική ιδέα σχεδιασμού και,όσον αφορά το φέροντα οργανισμό, επηρεάζεται από τη επιλογή των υλικών κατασκευής του, το μέγεθός του και τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του, τις απαιτήσεις του περιβάλλοντος χώρου και τέλος τις χρησιμοποιούμενες μεθόδους παραγωγής. Ιδιαίτερη έμφαση θα πρέπει να δοθεί στην επιλογή των δομικών στοιχείων του φέροντος οργανισμού. Αυτά θα πρέπει να σχεδιαστούν με ιδιαίτερη προσοχή ώστε να πληρούν τις απαιτήσεις της μέγιστης δυνατής οικονομικότητας και συγχρόνως να ικανοποιούν και τις άλλες παραμέτρους και ειδικά αυτή της ασφάλειας. Ωστόσο, είναι πολύ συχνό φαινόμενο οι γενικά αποδεκτές αρχές οικονομικού σχεδιασμού των δομικών μερών του φέροντος οργανισμού που εφαρμόζονται σε παγκόσμια κλίμακα να μη μπορούν να εφαρμοστούν στη τοπική κλίμακα του συγκεκριμένου έργου. Αυτό μπορεί να οφείλεται σε παράγοντες όπως η έλλειψη σύγχρονων τεχνολογικά εξελιγμένων τεχνικών και μεθοδολογιών κατασκευής αλλά και σε εξωγενείς παράγοντες όπως η έντονη σεισμική δραστηριότητα μιας περιοχής. Είναι δεδομένο πως το κλειδί για την επιτυχή κατασκευή ενός έργου είναι ο σωστός σχεδιασμός του. Ο σωστός σχεδιασμός ξεκινάει από την αρχή και απαιτεί την καλή επικοινωνία και συνεργασία ανάμεσα στον κύριο του έργου, τους μηχανικούς και τον ανάδοχο. Καθώς το μεγαλύτερο μέρος του συνολικού κόστους μεγάλων έργων αποτελεί το κόστος χρηματοδότησης παρά το πραγματικό κόστος κατασκευής, πολλές φορές ο χρόνος ολοκλήρωσης του έργου είναι σημαντικότερος σε σχέση με 150

151 τις χρησιμοποιούμενες ποσότητες των υλικών. Κρίνεται επομένως απαραίτητη η θεώρηση του έργου ως ενιαίου συνόλου παρά ως μεμονωμένα υποσύνολα. Καθώς τα διάφορα δομικά μέρη του κτιρίου αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, η βελτιστοποίηση του σχεδιασμού ενός μέλους μπορεί να επηρεάσει αρνητικά κάποιο άλλο. Η μείωση του κόστους είναι δυνατόν να επιτευχθεί όχι μόνο με την μείωση της ποσότητας των δομικών υλικών του φέροντος οργανισμού αλλά κυρίως με τις κατάλληλες επιλογές ή χρησιμοποιούμενα μέσα που συμβάλλουν στη μείωση του κόστους εργασίας αλλά και επιδρούν στο κόστος των συμπληρωματικών εργασιών (ηλεκτρομηχανολογικές εγκαταστάσεις). Επιπλέον, περίπου το μισό από το κόστος κατασκευής του φέροντος οργανισμού δαπανάται στο κόστος εργασίας που απαιτείται για την κατασκευή των ξυλοτύπων. Το κόστος κατασκευής της πλάκας του τυπικού ορόφου παίζει πολύ σημαντικό ρόλο στον καθορισμό του συνολικού κόστους κατασκευής του φέροντος οργανισμού. Η πλάκα επηρεάζει το κόστος με διπλό τρόπο. Αρχικά, το βάρος της πλάκας έχει άμεση επίδραση στο μέγεθός των κατακόρυφων στοιχείων και των θεμελιώσεων, ενώ το πάχος της καθορίζει ουσιαστικά το συνολικό βάρος του κτιρίου. Επιπλέον, η πλάκα καθορίζει το συνολικό κόστος του κτιρίου επιδρώντας στο συνολικό χρόνο κατασκευής. Παράγοντες όπως το πάχος της πλάκας, το βάρος της και η ευκολία κατασκευής της επηρεάζουν άμεσα το σωστό σχεδιασμό του κτιριακού έργου. Ωστόσο, η σύγκριση του κόστους μεταξύ πλακών διαφορετικών κτιρίων δε θα πρέπει να γίνεται χωρίς να λαμβάνονται υπόψη οι επιδράσεις της πλάκας στα υπόλοιπα δομικά στοιχεία του φέροντος οργανισμού καθώς και στο συνολικό κόστος του έργου. Το ύψος του κτιρίου, το σχήμα και το μέγεθος της κάτοψης, η θέση του πυρήνα και οι αποστάσεις ανάμεσα στα υποστυλώματα συνδυάζονται για να καθορίσουν τη πιο αποτελεσματική και οικονομικά αποδοτική λύση. Ανεξάρτητα από το δομικό σύστημα που χρησιμοποιείται, η μάζα και το κόστος του φέροντα οργανισμού αυξάνονται ανάλογα με το ύψος. Τόσο η αποδοτικότητα των δομικών υλικών όσο και η ευκολία κατασκευής έχουν μεγάλη επίπτωση στο κόστος καθώς αυτό αυξάνεται με το ύψος του κτιρίου. Σημαντικό παράγοντα αποτελεί το μέγεθος των δομικών μελών του φέροντος οργανισμού, καθώς αυτό έχει σχέση με ευκολία και την ταχύτητα κατασκευής, αλλά και με τη δυνατότητα δημιουργίας ελκυστικών χώρων μέσα στο κτίριο που χαρακτηρίζονται από ευελιξία και αισθητική. Συνεπώς, η επιλογή του 151

152 στατικού συστήματος καθορίζεται από το κόστος, τις μετακινήσεις του κτιρίου σε περίπτωση σεισμού, την αισθητική, την ευκολία και την ταχύτητα κατασκευής. Εικόνα 6.4:Επιρροή του ύψους του κτιρίου στο κόστος των επιμέρους δομικών στοιχείων και στο συνολικό κόστος κατασκευής του φέροντος οργανισμού Πηγή [19] Στην κοστολόγηση μιας πολυώροφης οικοδομής το κόστος της κατασκευής του φέροντος οργανισμού αποτελεί το 30% του συνολικού κόστους κατασκευής του έργου με βάση στοιχεία που συλλέχθηκαν από κατασκευαστικές εταιρείες της Θεσσαλονίκης. Το ποσοστό αυτό του συνολικού κόστους μπορεί φυσικά να διαφέρει ανάλογα με τις ιδιαιτερότητες και τις ανάγκες κάθε έργου. Αναγκαία κρίνεται η βέλτιστη διαχείριση και οργάνωση του έργου η οποία θα ξεκινήσει στο στάδιο του σχεδιασμού και θα ολοκληρωθεί με σωστές εκτιμήσεις κόστους-οφέλους. Εικόνα 6.5 :Ποσοτική κατανομή του συνολικού κόστους κατασκευής ενός κτιρίου Πηγή [42] 152

153 Το κόστος κατασκευής ενός έργου διακρίνεται σε άμεσο και έμμεσο κόστος. Το άμεσο περιλαμβάνει το κόστος των υλικών, των μηχανημάτων εξοπλισμού, των υπεργολάβων και του προσωπικού. Το έμμεσο κόστος αναφέρεται στο κόστος λειτουργίας του εργοταξίου και στο κόστος έδρασης της εταιρείας. Αναλυτικότερα, σε ένα κτιριακό έργο από οπλισμένο σκυρόδεμα το άμεσο κόστος κατασκευής του φέροντος οργανισμού διαμορφώνεται με βάση : Το κόστος των υλικών : σκυρόδεμα και χάλυβας, βοηθητικών και αναλώσιμων υλικών Το κόστος εργασιών: καλουπώματος, χύτευσης, διάστρωσης και συντήρησης σκυροδέματος και τέλος ξεκαλουπώματος, καθώς και κατεργασίας και τοποθέτησης του χάλυβα Το κόστος χρήσης εξοπλισμού (αντλίες σκυροδέματος, δονητές κ.λπ.) Η αμοιβή του εργολάβου Ο ΦΠΑ Το κόστος ασφάλισης των εργαζομένων (ΙΚΑ) Το έμμεσο κόστος δεν καταλογίζεται άμεσα σε μία εργασία αλλά επιμερίζεται ποσοστιαία σε όλες τις επιμέρους εργασίες ενός έργου. Εικόνα 6.6 :Σχέσεις χρόνου γενικών δαπανών εργοταξίου Πηγή [51] 153

154 Εικόνα 6.7 :Διάρθρωση (βήματα) της κοστολόγησης ενός έργου Πηγή [51] Με βάση στοιχεία που συγκεντρώθηκαν από κατασκευαστικές εταιρείες της Θεσσαλονίκης, οι απαιτήσεις μίας μέσης πολυώροφης οικοδομής διαμορφώνονται ως εξής: 0,90m 3 σκυροδέματος/m 2 κατασκευής και 120 kg οπλισμού/m 3 κατασκευής. Γενικά, το κόστος κατασκευής του φέροντος οργανισμού κυμαίνεται από 180 έως 200 Ευρώ/κυβικό μέτρο σκυροδέματος σύμφωνα με τα στοιχεία που συλλέχθηκαν κατά τη διεξαγωγή της έρευνας. Όσον αφορά την κατανομή του κόστους κατασκευής του φέροντος οργανισμού, μετά από την στατιστική επεξεργασία των δεδομένων, είναι δυνατόν να διατυπωθούν τα εξής : το 25% του κόστους κατασκευής ανά κυβικό μέτρο σκυροδέματος έχει να κάνει με το εργατικό κόστος ενώ το 75% με το κόστος των υλικών. Στο πρόβλημα της οικονομικότητας των υλικών των φερόντων οργανισμών οπλισμένου σκυροδέματος εμπλέκονται οι εξής παράμετροι: το κόστος του σκυροδέματος, το κόστος του χάλυβα και το κόστος των ξυλοτύπων. Στις σημερινές συνθήκες το κόστος των εργατικών έχει μειωθεί σημαντικά (περίπου 35% σε σχέση με την προηγούμενη πενταετία) ενώ το κόστος των υλικών διατηρείται στα ίδια περίπου επίπεδα. Επομένως, για μία μέση οικοδομή με δεδομένη 154

155 την εκτίμηση των 0,90 m 3 σκυροδέματος/m 2 κατασκευής προκύπτει συνολικό κόστος περίπου 200 Ευρώ / τετραγωνικό μέτρο οικοδομής. 155

156 6.2 Περίπτωση εφαρμογής Case study Στη συνέχεια της εργασίας γίνεται μία προσπάθεια εκτίμησης του κόστους των παραλλαγών ενός χωρικού συστήματος, το οποίο είχε μελετηθεί στα πλαίσια προηγούμενης διπλωματικής εργασίας του συγγραφέα, αξιοποιώντας τις ανωτέρω δυνατότητες της σύγχρονης τεχνολογίας στον τομέα των κτιριακών κατασκευών. Συγκεκριμένα, στην πρώτη περίπτωση μελετάται μία συμβατική κατασκευή στην οποία το δομικό σύστημα περιλαμβάνει πλάκες επί δοκών ως οριζόντια στοιχεία και υποστυλώματα και τοιχώματα ως κατακόρυφα στοιχεία. Στην άλλη περίπτωση το δομικό σύστημα περιλαμβάνει πλάκες που εδράζονται απευθείας επί των κατακόρυφων στοιχείων. Τα κατακόρυφα στοιχεία διατηρούνται τα ίδια σε όλες τις περιπτώσεις ενώ το πάχος της πλάκας στη συμβατική κατασκευή ανέρχεται στα 20 cm, ενώ στη μυκητοειδή πλάκα στα 24 cm. Εικόνα 6.8:Κάτοψη κτιρίου με δοκούς (συμβατική κατασκευή) Πηγή [26] 156