ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΚΑΙ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΕΝ , ΚΑΝ.ΕΠΕ ΚΑΙ ΚΑΔΕΤ

Transcript

1 Εσπερίδα: Ειδικά Θέματα Μελέτης Δομικών Έργων ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΚΑΙ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΕΝ , ΚΑΝ.ΕΠΕ ΚΑΙ ΚΑΔΕΤ καθ. Στέφανος Η. Δρίτσος Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Πανεπιστημίου Πατρών Αθήνα, 26/04/2017 1

2 ΦΕΚ 1457/2014

3 ΕΥΡΩΚΩΔΙΚΕΣ Ευρωπαϊκά Πρότυπα (ΕΝ) για τον Σχεδιασμό EN 1990 Ευρωκώδικας 0: Βάσεις Σχεδιασμού EN 1991 Ευρωκώδικας 1: Δράσεις EN 1992 Ευρωκώδικας 2: Σχεδιασμός Φορέων από Σκυρόδεμα EN 1993 Ευρωκώδικας 3: Σχεδιασμός Φορέων από Χάλυβα EN 1997 Ευρωκώδικας 7: Γεωτεχνικός Σχεδιασμός EN 1998 Ευρωκώδικας 8: Αντισεισμικός Σχεδιασμός Φορέων EN 1994 Ευρωκώδικας 4: Σχεδιασμός Συμμείκτων Φορέων από Χάλυβα και Σκυρόδεμα EN 1995 Ευρωκώδικας 5: Σχεδιασμός Ξύλινων Φορέων EN 1996 Ευρωκώδικας 6: Σχεδιασμός Φορέων από Τοιχοποιία EN 1999 Ευρωκώδικας 9: Σχεδιασμός Φορέων από Αλουμίνιο

4 EN 1998 Ευρωκώδικας 8: Αντισεισμικός Σχεδιασμός Φορέων 1: ΕΝ Γενικοί Κανόνες, Σεισµικές Δράσεις, Κανονικά Κτίρια 2: ΕΝ Γέφυρες 3: ΕΝ Αποτίµηση & Ενίσχυση Κτιρίων 4: ΕΝ Σιλό, Δεξαµενές, Αγωγοί 5: ΕΝ Θεµελιώσεις, Αντιστηρίξεις, Γεωτεχνικά Θέµατα 6: ΕΝ Πύργοι, Ιστοί, Καπνοδόχοι

5 ΕΚ8-Μέρος 3 Assessment and Retrofitting of Existing Structures Αποτίμηση της Φέρουσας Ικανότητας Κτιρίων και Επεμβάσεις ΚΑΝΟΝΙΣΤΙΚΟ (σελ.33) + ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΟ (σελ.54) + Ο.Σ. (σελ. 20) ΤΟΙΧΟΠΟΙΙΑ (σελ. 9) ΣΙΔΗΡΕΣ (σελ. 25) Εθνικό Προσάρτημα ΕΠ ΕΛΟΤ ΕΝ :2005 (σελ.5) 5

6 ΦΕΚ 2187/Β/ (Ιούλιος 2013) ΕΤΕΠ ΦΕΚ 2221Β/

7 7

8 ΕΚ8-Μέρος 3 Assessment and Retrofitting of Existing Structures Αποτίμηση της Φέρουσας Ικανότητας Κτιρίων και Επεμβάσεις ΚΑΝΟΝΙΣΤΙΚΟ (σελ.33) + Εθνικό Προσάρτημα ΣΕΠ ΕΛΟΤ :2009 (σελ.5) + ΚΑΝ.ΕΠΕ. Συµπληρωµατικές Μη αντικρουόµενες διατάξεις (σελ.335) + ΦΕΚ 42/Β/ ΦΕΚ 2187/Β/ ΦΕΚ Ο.Σ. (σελ. 20) ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΟ (σελ.54) ΤΟΙΧΟΠΟΙΙΑ (σελ. 9) ; ΚΑΔΕΤ ΣΙΔΗΡΕΣ (σελ. 25)

9 Αποτίμηση και Ανασχεδιασμός Υφισταμένων Κτιρίων Θέμα Δυσκολότερο από τον Σχεδιασμό Νέων Κτιρίων Γνώσεις λίγες και όχι επαρκώς τεκμηριωμένες Νέες έννοιες Νέοι κανονισμοί Μόρφωση του φορέα πιθανόν απαράδεκτη, αλλά υπαρκτή Αβέβαιες εκτιμήσεις βασικών δεδομένων στην αρχική φάση τεκμηρίωσης Χαμηλή ποιότητα υλικών, φθορές ή βλάβες, κρυμμένες ατέλειες 9

10 Ανασχεδιασμός Υφιστάμενης Κατασκευής Έναντι Σχεδιασμού Νέας Η µελέτη για επέµβαση είναι αρκετά διαφορετική από τη µελέτη σχεδιασµού ενός νέου κτιρίου Διαφορετική η διαδικασία προσέγγισης Άλλα πράγµατα χρειάζονται 10

11 1 ο Στάδιο: Ανασχεδιασμός Διαδικασία Τεκμηρίωση υφιστάμενης κατάστασης- Αξιοπιστία Δεδομένων 2 ο Στάδιο: Αποτίμηση επάρκειας κατασκευής 3 ο Στάδιο: Λήψη απόφασης επέμβασης - Επιλογή λύσης αποκατάστασης ή ενίσχυσης 4 ο Στάδιο: Αρχικός σχεδιασμός της λύσης επέμβασης 5ο Στάδιο: Κατασκευή του Έργου 11

12 Τεκμηρίωση υφιστάμενου φορέα üγεωµετρία üλεπτοµέρειες üυλικά Φέροντος οργανισµού + τοιχοπληρώσεις Οπλισµοί (ποσότητα θέσεις λεπτοµέρειες), συνδέσεις µεταλλικών στοιχείων, συνδέσεις τοίχων, συνδέσεις πατωµάτων µε τοίχους Μηχανικά χαρακτηριστικά üφορτία Στάθµες αξιοπιστίας δεδοµένων (ΣΑΔ) Knowledge Levels (KL) Συντελεστές αξιοπιστίας (Άλλοι συντελεστές ασφάλειας για τα υφιστάµενα) Νέοι συντελεστές ασφάλειας για τα νέα υλικά 12

13 Στάθμες Αξιοπιστίας Δεδομένων (ΣΑΔ) Υψηλή (Full Knowledge) KL3 Ικανοποιητική (Normal Knowledge) KL2 Ανεκτή (Limited Knowledge) KL1 Ανεπαρκής: επιτρέπεται (κατά ΚΑΝ.ΕΠΕ.), µόνο για δευτερεύοντα στοιχεία 13

14 ΕΚ8-3 Συντελεστές αξιοπιστίας CF (Confidence factors) ελαστικές = 1,35 = 1,20 = 1,10 (ΚΑΝ.ΕΠΕ.) 14

15 Υλικά: Στάθμες Αξιοπιστίας Δεδομένων (ΣΑΔ) Οι τιµές αντοχής των υλικών προσδιορίζονται αλλά δεν απαιτείται να εντάσσονται σε τυπικές κατηγορίες π.χ. C16, C20,,S400 Μέθοδοι εκτίµησης f c : Απαιτούµενο πλήθος δοκιµών: Επιπλέον µέθοδοι (υπερηχοσκόπιση ή κρουσιµέτρηση ή εξόλκευση ήλου για f c <15 MPa ): Σκυρόδεμα - Όχι συλλήβδην, δηλ. για όλους τους ορόφους και όλα τα δοµικά στοιχεία. - Τουλάχιστον 3 πυρήνες από οµοειδή δοµικά στοιχεία ανά δύο ορόφους, οπωσδήποτε στον κρίσιµο όροφο. - Υψηλή ΣΑΔ/όροφο:45% κατ.στοιχ./25% ορ. στοιχ. - Ικανοποιητική ΣΑΔ/όροφο:30% κατ.στοιχ./15% ορ. στοιχ. - Ανεκτή ΣΑΔ/όροφο:15% κατ.στοιχ./7,5% ορ. στοιχ. Χάλυβας Επιτρέπεται µακροσκοπική αναγνώριση και κατάταξη, οπότε η ΣΑΔ θεωρείται ικανοποιητική ΚΑΝ.ΕΠΕ. Συνδυασµός έµµεσων µεθόδων, βαθµονόµηση µε λίγους πυρήνες. Προσοχή στις καµπύλες αναγωγής και συσχέτισης. 15

16 ΚΑΝ.ΕΠΕ. Αντοχή Σκυροδέματος Όταν από την κατασκευή του Φ.Ο. του κτιρίου διατίθενται αποτελέσµατα δοκιµών θλίψης του σκυροδέµατος αυτά επιτρέπεται να χρησιµοποιηθούν για την τεκµηρίωση της αντοχής του υλικού Κατώτατες default τιµές (υπό προϋποθέσεις)

17 ΕΙΣΗΓΗΣΗ ΓΙΑ ΑΠΟΦΑΣΗ ΔΗΜΟΣΙΑΣ ΑΡΧΗΣ (ΚΑΝ.ΕΠΕ. 2017)

18 ΕΙΣΗΓΗΣΗ ΓΙΑ ΑΠΟΦΑΣΗ ΔΗΜΟΣΙΑΣ ΑΡΧΗΣ (ΚΑΝ.ΕΠΕ. 2017)

19 Προέλευση Δεδομένου: ΚΑΝ.ΕΠΕ. Στάθμες Αξιοπιστίας Δεδομένων 1. Δεδοµένο που προέρχεται από σχέδιο της αρχικής µελέτης η οποία έχει αποδεδειγµένα εφαρµοστεί 2. Δεδοµένο που προέρχεται από σχέδιο της αρχικής µελέτης η οποία έχει εφαρµοστεί, µε λίγες τροποποιήσεις που εντοπίσθηκαν κατά τη διερεύνηση 3. Δεδοµένο που προέρχεται από αναφορά, σε µορφή κειµένου υποµνήµατος, σε σχέδιο της αρχικής µελέτης. 4. Δεδοµένο που έχει διαπιστωθεί ή/και µετρηθεί ή/και αποτυπωθεί αξιόπιστα 5. Δεδοµένο που έχει προσδιοριστεί µε έµµεσο τρόπο 6. Δεδοµένο που έχει ευλόγως θεωρηθεί κατά κρίση Μηχανικού 19

20 ΚΑΝ.ΕΠΕ.

21 Άλλες Μέθοδοι Ανάλυσης Απαιτούνται Οι ελαστικές µέθοδοι ανάλυσης που σήµερα χρησιµοποιούνται (για νέα κτίρια) έχουν αξιοπιστία υπό συγκεκριµένες προϋποθέσεις που στα νέα κτίρια φροντίζουµε να πληρούνται. Στις περισσότερες περιπτώσεις οι προϋποθέσεις αυτές δεν πληρούνται στα παλιά κτήρια. Ανάγκη προχωρημένων μεθόδων ανάλυσης Αλλά και αν τύχει να πληρούνται, ποιές οι τιµές που θα χρησιµοποιηθούν στην ανάλυση για κρίσιµες παραµέτρους της αναµενόµενης σεισµικής συµπεριφοράς π.χ. του συντελεστή συμπεριφοράς q; 21

22 ΤΙΜΕΣ ΤΟΥ ΔΕΙΚΤΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ q Για στάθμη επιτελεστικότητας Γ οι τιμές πολ/ζονται με 1,4 Στην περίπτωση ανασχεδιασµού µε χρήση ισχυρών νέων φορέων υπό προϋποθέσεις µπορεί να ισχύει: VR ³ 0.75 tόte q= qn έwn kanonisµ ώn V Ποια η εναλλακτική διαδικασία; loc S VR < 0.75 tόte q= q V 5 S q = m n έwn kanonisµ ώn 22

23 Τι Είναι Αστοχία; Αντοχή < Ένταση Έστω M = 150 KNm< M = 200 KNm Rd sd Σε µία µελέτη νέου κτιρίου φροντίζουµε αυτό να µην ισχύει Σε ένα υφιστάµενο, η ανισότητα µπορεί να ισχύει Ερωτήματα: Τι επίπεδα βλάβης θα υπάρξουν; Ποιες οι συνέπειες; Θα τις δεχθούμε; Ανάγκη Ορισμού επιπέδων βλάβης Πρωτεύοντα Δευτερεύοντα στοιχεία Διάκριση στοιχείων σε «σεισµικώς πρωτεύοντα» και «σεισµικώς δευτερεύοντα» Σεισµικώς δευτερεύοντα: Αποδεκτές µεγαλύτερες βλάβες

24 Επίπεδα Βλάβης Στάθμες Επιτελεστικότητας ή Οριακές Καταστάσεις (LS) LS of Damage Limitation (DL) ΚΑΝ.ΕΠΕ και ΚΑΔΕΤ Στάθμη Α «Περιορισμένες Βλάβες» (Άμεση Χρήση), Μηδαµινές βλάβες, τα στοιχεία δεν έχουν ουσιωδώς ξεπεράσει την διαρροή τους LS of Significant Damage (SD) ΚΑΝ.ΕΠΕ και ΚΑΔΕΤ Στάθμη Β «Σημαντικές Βλάβες» (Ασφάλεια Ζωής), κτίριο µε αποδεκτές σοβαρές βλάβες όπως ο σχεδιασµός νέων κτιρίων LS of Near Collapse (NC) ΚΑΝ.ΕΠΕ και ΚΑΔΕΤ Στάθμη Γ «Οιονεί Κατάρρευση», βαριές και εκτεταµένες βλάβες, κτίριο πολύ κοντά στην κατάρρευση

25 Στάθμες Επιτελεστικότητας Οριακές Καταστάσεις Στατική Οριζόντια Φόρτιση Βαθμιαία Αυξανόμενη μέχρι τέρμα V 3 V 2 V 1 δ 1 δ 2 δ PUSH-OVER V (Τέµνουσα Βάσης) V 3 V 2 V 1 Καµπύλη Ικανότητας (µετατόπιση κορυφής) V A B C δ δ 1 δ 2 δ 3 δ Ελαφριές Σημαντικές Βαριές Βλάβες 25

26 Για ποιά Οριακή Κατάσταση (Στάθμη Επιτελεστικότητας) θα γίνει η Αποτίμηση ή ο Ανασχεδιασμός; Για ποιό Σεισμό Σχεδιασμού; EC8 Εθνικό προσάρτηµα (πρέπει να ορίσει) Πιθανότητα Υπέρβασης σεισµικής δράσης σε 50 χρόνια Στάθµη Α Στάθµη Β Στάθµη Γ 2% Α 2% Β 2% Γ 2% Καινούρια Κτίρια 10% Α 10% Β 10% Γ 10% 30% Α 30% Β 30% Γ 30% 50% Α 50% Β 50% Γ 50% 70% Α 70% Β 70% Γ 70% EC8 ΚΑΝ.ΕΠΕ. ΚΑΔΕΤ Ο κύριος του έργου επιλέγει ύστερα από εισήγηση και συµφωνία µε τον µελετητή Η Δηµόσια Αρχή µπορεί να ορίσει ελάχιστο στόχο κατά περίπτωση Ο κύριος του έργου επιλέγει

27 Στόχοι Επιτελεστικότητας κατά ΚΑΝ.ΕΠΕ. & ΚΑΔΕΤ (Ζεύγος στάθμης επιτελεστικότητας και σεισμού σχεδιασμού) Πιθανότητα Υπέρβασης Σεισμικής Δράσης εντός του Συμβατικού Χρόνου Ζωής των 50 ετών 10% (Σεισμικές Δράσεις Κανονισμού Νέων Κτιρίων) 50% (Σεισμικές Δράσεις = 0,6 x του προηγούμενου) ΣΤΑΘΜΗ Α ΣΤΑΘΜΗ Β ΣΤΑΘΜΗ Γ Α1 Β1 Γ1 Α2 Β2 Γ2 Υπάρχουν Ισοδύναμοι Στόχοι; 27

28 Ελάχιστοι Ανεκτοί Στόχοι (κατά ΚΑΝ.ΕΠΕ. 2017?) Πιθανότητα Υπέρβασης Σεισμικής Δράσης εντός του Συμβατικού Χρόνου Ζωής των 50 ετών ΣΤΑΘΜΗ Α ΣΤΑΘΜΗ Β ΣΤΑΘΜΗ Γ Περιορισμένες Σοβαρές Βλάβες Βλάβες (Άμεση Οιονεί Κατάρρευση (Ασφάλεια Ζωής) Χρήση) 10% (Σεισμικές Δράσεις κατά ΕΚ8-1) Α1 Β1 Γ1 50% (Σεισμικές Δράσεις = 0,6 x ΕΚ8-1) Α2 Β2 Γ2 Σπουδαιότητα Ι Σπουδαιότητα ΙΙ Σπουδαιότητα ΙΙΙ Σπουδαιότητα IV 28

29 Τοιχοπληρώσεις Μέχρι τώρα τις αγνοούμε. Γιατί; Έλλειψη προδιαγραφών ποιότητας και τρόπου κατασκευής (διαφορές αντοχών, σφηνώµατα) Αβέβαιοι τρόποι προσοµοίωσης (ανοίγµατα) Δεν κοστίζει πολύ να αγνοηθεί η συνεισφορά τους στις νέες κατασκευές Παράδειγµα Συµµετοχή στην συνολική αντοχή της κατασκευής Φέρων οργανισµός Τοιχοπληρώσεις Σύνολο Νέες κατασκευές Παλαιές κατασκευές Στις παλαιές κατασκευές ο ρόλος τους σηµαντικός Αν αγνοηθούν στην αποτίµηση των παλαιών κατασκευών Ανάγκη σοβαρών ενισχύσεων (συχνά ανέφικτων) 29

30 ΕΥΜΕΝΗ ΔΥΣΜΕΝΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑ ΤΟΙΧΟΠΛΗΡΩΣΕΩΝ Δεν θεωρείται δυσμένεια όταν max D V 15% kstoicewn. ί kai Dd or. 15% ( 5.9.2) Επίσης όταν Vtoic. ³ 1/2V σε κάθε διεύθυνση ol. 30

31 Ποια είναι η αντοχή (ή καλλίτερα η ικανότητα) δομικών μελών που δεν πληρούν προϋποθέσεις έντεχνης κατασκευής; π.χ. - περιοχές µε κοντές αναµονές - έλλειψη αγκίστρων στα τσέρκια - ανεπαρκείς αγκυρώσεις 31

32 Πως γίνεται ο έλεγχος των παραμορφώσεων; Μ θ u pl q s q d θ y θ d θ u θ µ q q = u q y Μ Μ d m = q q y K=EI = ef M y 3q L y s M l MLs q = = 6EI 3EI 32

33 ΙΚΑΝΟΤΗΤΕΣ ΜΕΛΩΝ Ικανότητα στροφής χορδής κατά τη διαρροή: Οριακή ικανότητα στροφής χορδής: Δοκοί και Υποστυλώµατα Τοιχεία ορθογωνικής, Τ- και Ι- Διατοµής Πλαστικό τμήμα ικανότητας στροφής χορδής: 33

34 ΕΛΕΓΧΟΙ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ Στάθµη Επιτελεστικότητας: -Στάθµη Α: (Περιορισµένες Βλάβες) θ = θ d y -Στάθµη Β (Σοβαρές Βλάβες): Πρωτεύοντα: Δευτερεύοντα ή Τοιχοπληρώσεις: 1 θ y+θu θ d = θu θ γ Rd 2 d = γ 3 Όπου: γ Rd = 1,5 (θ d = θ κατά ΕΚ8-3) u γ Rd = 1,3 4 -Στάθµη Γ (Οιονεί Κατάρρευση) θu Όπου: γ θ = Rd = 1,5 για πρωτεύοντα γ d Rd γ Rd = 1,0 Rd για πρωτεύοντα ή δευτερεύοντα για τοιχποληρώσεις για δευτερεύοντα ή τοιχποληρώσεις Δεν απαιτείται έλεγχος οριζοντίων δευτερευόντων 34

35 Εφαρμόζεται ο ΕΚ8-3 ή ο ΚΑΝ.ΕΠΕ. σε κάθε περίπτωση επέμβασης; ΦΕΚ 350/ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΚΑΝΟΝΙΣΜΩΝ ΣΕ ΕΙΔΙΚΕΣ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ ΕΠΕΜΒΑΣΕΩΝ (Ανεξαρτήτως Υλικού Κατασκευής) ΚΑΤΑΡΓΗΣΗ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΟΣ Ε ΤΟΥ ΕΑΚ ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΑΠΑΛΛΑΓΗΣ από έλεγχο γενικού κριτηρίου (ΚΑΝ.ΕΠΕ. ή ΕΚ8-3) στις ειδικές περιπτώσεις επεμβάσεων για ΠΡΟΣΘΗΚΕΣ ή ΑΛΛΑΓΕΣ ΧΡΗΣΗΣ ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΣ ή συνδυασμός τους

36 ΜΕΘΟΔΟΙ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ ΤΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ Αντοχή Αντοχή & Πλαστιµότητα Πλαστιµότητα Προσθήκη Τοιχωμάτων (α) Εμφατνούμενα (προτιμότερη επιλογή) (β) Εξωτερικά εν επαφή με τα πλαίσια του φορέα (προσοχή!) Δικτυωτά Συστήματα Προσθήκη Πτερυγίων σε Υποστυλώματα Μανδύες (α) από Ο.Σ. (β) από μεταλλικά στοιχεία (γ) από σύνθετα υλικά Αντοχή & Δυσκαµψία 36

37 Γενικές Απαιτήσεις Έλεγχος διεπιφανειών ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΠΕΜΒΑΣΕΩΝ Σκυρόδεμα Χάλυβας Σύνθετα Επεμβάσεις σε Κρίσιμες Περιοχές Ραβδόμορφων Δομικών Στοιχείων Επεμβάσεις με στόχο την αύξηση της ικανότητας έναντι μεγεθών ορθής έντασης Επεμβάσεις με στόχο την αύξηση της φέρουσας ικανότητας έναντι τέμνουσας Επεμβάσεις με στόχο την αύξηση της τοπικής πλαστιμότητας Επεμβάσεις με στόχο την αύξηση της δυσκαμψίας Επεμβάσεις σε Κόμβους Πλαισίων Ανεπάρκεια λόγω διαγώνιας θλίψης κόμβου Ανεπάρκεια οπλισμού κόμβου Επεμβάσεις σε Τοιχώματα Επεμβάσεις με στόχο την αύξηση ικανότητας έναντι μεγεθών ορθής έντασης Επεμβάσεις με στόχο την αύξηση της φέρουσας ικανότητας τέμνουσας Επεμβάσεις με στόχο την αύξηση της τοπικής πλαστιμότητας Επεμβάσεις με στόχο την αύξηση της δυσκαμψίας Εμφάτνωση Πλαισίων Προσθήκη απλού γεμίσματος Τοιχωματοποίηση πλαισίων Ενίσχυση υφιστάμενων τοίχων πληρώσεως Προσθήκη ράβδων δικτύωσης, μετατροπή πλαισίων σε κατακόρυφα δικτυώματα Προσθήκη Νέων Παράπλευρων Τοιχωμάτων και Δικτυωμάτων Σύνδεσμοι Θεμελίωση νέων τοιχωμάτων Διαφράγματα Επεμβάσεις σε Στοιχεία Θεμελίωσης 37

38 38

39 Βλάβες σε Δοκίμιο με Εκτοξευόμενο Σκυρόδεμα και Βλήτρα 39

40 Βλάβες σε Δοκίμιο με Έγχυτο Σκυρόδεμα, Λεία Διεπιφάνεια χωρίς Διατμητικούς Συνδέσμους 40

41 41

42 Απώλεια Σύνδεσης στη Διεπιφάνεια 42

43 Έλεγχος Συνεργασίας στη Διεπιφάνεια Ανίσωση Ασφαλείας R id > S id Αντίσταση Διεπιφάνειας (σε θλίψη, σε εφελκυσμό, διατμητική) (βλ. Κεφ.6) Εντατικά Μεγέθη που δρουν στη διεπιφάνεια Ελάχιστα και Μέγιστα 43

44 Έλεγχος Διεπιφανειών παλαιό σκυρόδεµα Β διεπ. V i-j Γ F AB Α ι a Δ j F ΓΔ νέο σκυρόδεµα V διεπ,βγ =F -F i-j ΑΒ ΓΔ 44

45 Εκτράχυνση με Αμμοβολή 45

46 Προετοιμασία Επιφάνειας με Αεροματσάκονο 46

47 ΜΑΝΔΥΕΣ Ο.Σ. Σ. Η. ΔΡΙΤΣΟΣ 47

48 48

49 49

50 Τοποθέτηση ενδιάμεσων συνδετήρων σε επιμήκεις διατομές 50

51 Τοποθέτηση ενδιάμεσων συνδετήρων σε τετραγωνικές διατομές OXI NAI γωνία 45 ο 51

52 Άνοιγμα Συνδετήρων 52

53 Ηλεκτροσυγκόλληση Άκρων Συνδετήρων Μανδύα 53

54 Διατμητική Αντίσταση Διεπιφάνειας: V diepif. Rd Μηχανισμοί Τριβή και Συνοχή Δράση Βλήτρου Δράση Σφικτήρα Ηλεκτροσυγκολλήσεις 54

55 Ικανότητα Σύνθετου Μέλους P Πλήρης Αλληλεπίδραση Μερική Αλληλεπίδραση Διαχωρισμός 55

56 Καμπύλες Εντατικού Μεγέθους Παραμόρφωσης με Επισκευασμένα Στοιχεία F F y,μ F y,ε μονολιθικό επισκευασμένο F res,μ Κ ε Κ μ δ y,μ δ y,ε F Κ = y,ε F F y,μ δy,ε Κ Κ = Κ ε δy δ κ = Κ y,μ δ u,ε μ F res,ε δ u,μ Κ δu δ = δ u,ε u,μ δ 56

57 k k k r = = Συντελεστές Μονολιθικότητας Duskaµyίa pragµatikoύ sύnqetou stoiceίou Duskaµyίa µonoliqikoύ stoiceίou Antocή pragµatikoύ sύnqetou stoiceίou Antocή µonoliqikoύ stoiceίou k k k r 1,0 k µ = Plastiµ όthta pragµatikoύ sύnqetou stoiceίou Plastiµ όthta µonoliqikoύ stoiceίou kd u = Oriakή paraµ όrfwsh pragµatikoύ sύnqetou stoiceίou Oriakή paraµ όrfwsh µonoliqikoύ stoiceίou R = K R i, enisc. i i, µonol. 57

58 Προσθήκη Νέας Στρώσης Σκυροδέματος Εκτίμηση ικανότητας Με συνεκτίµηση της ολίσθησης Προσεγγιστικά µε χρήση συντελεστών µονολιθικότητας Για πλάκες: k k = 0,85 k r = 0,95 k θy = 1,15 k θu = 0,85 Για λοιπά στοιχεία: k k = 0,80 k r = 0,85 k θy = 1,25 k θu = 0,75 58

59 Καμπτική Ενίσχυση Building Klinkerstr, Amsterdam Σ. Η. ΔΡΙΤΣΟΣ 59

60 Teng et al, 2002 Αναλαμβανόμενη δύναμη επικολλητών φύλλων συναρτήσει του μήκους αγκύρωσης Σ. Η. ΔΡΙΤΣΟΣ 60

61 Teng et al, 2002 Απόσχιση επικάλυψης σκυροδέματος στο πέρας του σύνθετου υλικού Σ. Η. ΔΡΙΤΣΟΣ 61

62 Teng et al, 2002 Σ. Η. ΔΡΙΤΣΟΣ 62

63 Διάγραμμα Φορτίου-Βύθισης για Δοκούς Ενισχυμένες με Επικολλητά Ελάσματα 63

64 P P max L e Ας θεωρηθεί η περίπτωση µίας δοκού από σκυρόδεµα C16/20 που ενισχύεται στο εφελκυόµενο πέλµα µε ένα έλασµα ΙΟΠ-Άνθρακα, πάχους t j =1mm και πλάτους b j =1/2b w. Εξετάζοντας την 2η µορφή αστοχίας λαµβάνεται: L b 2- b /b j w b=b b b = w L w 1+ b /b j w b = 1 gia plήrh agkύrwsh L Έλεγχος Αποκόλλησης L b j P/2 P/2 ΚΑΝ.ΕΠΕ t Þs j j = max ctm j e Χρήσιμη τεχνική για ενισχύσεις γύρω από νέα ανοίγματα σε πλάκες, τοιχώματα j,crit L e P bt E 2 f t ctm max s crit 0.3f = = 1.92MPa, b= 1kai ctm 2/3 2/3 ck x1.92 x10 s = = 438 MPa, j,crit. 2 Ef j j j s j 2t j,crit s = j,d g = 438 s = = j,d 365MPa 1, 2 P =bf b L ctm Rd 1, 2 64

65 Ανεπάρκεια Οπλισµού Διάτµησης Με πρόσθετες στρώσεις σκυροδέµατος Με εξωτερικά στοιχεία από χάλυβα ή ΙΟΠ (Vsd>VRd3) (α) (β) (γ) (δ) (ε) (στ) (ζ) (η) Ενδεικτικοί τρόποι ενίσχυσης σε διάτµηση έναντι ανεπάρκειας οπλισµού διάτµησης: (α), (β) κλειστή ενίσχυση, (γ), (δ),(ε),(στ) ανοικτή ενίσχυση µε αγκυρωµένα άκρα & (ζ) ανοικτή ενίσχυση αποδεκτή κατά παρέκκλιση 65

66 Διατμητική Ενίσχυση με ΙΟΠ (a) (β) Η τάση στις ίνες εξαρτάται από το εύρος της ρωγμής που γεφυρώνουν. Δεν υπάρχει ανακατανομή της έντασης Αστοχούν οι ίνες στη θέση (α) πριν καλά-καλά ενεργοποιηθούν οι ίνες στην θέση (β) Μέση τιμή αντοχής ½ max Αντοχής k v = 0,5 66

67 Περίσφιγξη με Μεταλλικό Κλωβό 67

68 Περίσφιγξη με ΙΟΠ 68

69 69

70 70

71 σ c περισφιγµένο µε FRP f * c, FRP * f c, s f c 0,85 f c απερίσφικτο περισφιγµένο µε στοιχεία χάλυβα 0 ε co ε c u ε * co ε * cu, FRP ε * cus ε Γενικώς f cc = (1 + 2,5 aww )fc gia aw w 0,10 f cc = (1, , 25 aww )fc gia aw w ³ 0,10 Χαλύβδινη περίσφιγξη e cu,c = 0, ,1aww Περίσφιγξη ΙΟΠ με ίνες άνθρακος e =0,0035(f / f ) cu,c cc c 2 όπου Περίσφιγξη ΙΟΠ με ίνες γυαλιού 2 e cu,c = 0,007(f cc / f c) f cc = (1, , 25 aww )fc 71

72 μανδύες από Ο.Σ. Δύναμη (kn) φύλλα 2 φύλλα μανδύες από σύνθετο υλικό Οριζόντια μετακίνηση(mm) Διαγράμματα φορτίου-οριζόντιας μετακίνησης υποστυλωμάτων ενισχυμένων με μανδύες από σύνθετα υλικά και Ο.Σ.

73 ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΚΟΜΒΩΝ Προσθήκη χιαστί κολλάρων από χαλύβδινα στοιχεία 73

74 ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΚΟΜΒΩΝ Προσθήκη επικολλητών ελασμάτων από χάλυβα 74

75 Ενίσχυση κόμβων με ΙΟΠ CEA, Sacley 75

76 CEA, Sacley 76

77 Εμφάτνωση Πλαισίων Σηµαντική Αύξηση της Δυσκαµψίας και της Σεισµικής αντίστασης του φορέα Μορφές: Προσθήκη Απλού Γεµίσµατος Τοιχωµατοποίηση Πλαισίου Ενίσχυση Υφισταµένων Τοίχων Πληρώσεως Κρίσιμα σημεία της μελέτης Έλεγχος επάρκειας µεταφοράς τέµνουσας στις στάθµες των ορόφων Μικρή Αξονική Μειωµένη Ενεργός Δυσκαµψία, Μεγάλη Στροφή στο Θεµέλιο Κατασκευαστικά θέματα Δυσκολία σκυροδέτισης (ανεπαρκής πρόσβαση στην κορυφή) Αντιµετώπιση συστολής ξήρανσης 77

78 Τοιχοματοποίηση Πλαισίου Εµφατνώσεις πάχους µικρότερου ή ίσου µε το πλάτος της δοκού νέο υποστύλωμα νέο υποστύλωμα παλαιό υποστύλωμα νέο τοίχωμα παλαιό υποστύλωμα νέο τοίχωμα Εµφατνώσεις πάχους µεγαλύτερου του πλάτους της δοκού 78

79 Ενίσχυση Υφισταμένων Τοίχων Πληρώσεως Με αµφίπλευρες οπλισµένες στρώσεις εκτοξευόµενου σκυροδέµατος χωρίς υποχρεωτική αγκύρωση στο περιβάλλον πλαισίωµα. Ελάχιστο πάχος στρώσης 50 mm Min ρv= ρh=0,005 Εξασφάλιση της από κοινού λειτουργίας υφιστάµενης τοιχοποιίας µε τις δύο στρώσεις ενίσχυσης µέσω διαµπερών κοχλωτών συνδέσµων: Αντίσταση ενισχυµένου τοίχου = Αντίσταση λοξού θλιπτήρα 79

80 Μεταλλικά δικτυώματα εντός πλαισίων 80

81 Προσθήκη παράπλευρων εξωτερικών μεταλλικών συστημάτων 81

82 Temporary support and stiffening of the damaged soft floor 82

83 ΤΙ ΤΟ ΚΑΙΝΟΥΡΙΟ; NSM" Near-Surface Mounted Reinforcement Αντικατάσταση ρητίνης: TRM (textile reinforced mortars) Άλλοι τύποι ινών " φυσικές ίνες Αντικατάσταση τσιμέντου " geopolymers Συνδυασμός με οπτικές ίνες

84 Καμπτική Ενίσχυση με Οπλισμούς εντός Αυλακιών (NSM) σκυρόδεμα ripοπλισμός σκυρόδεμα Λάμες - Ρητίνη Λάμες -Ρητίνη bonding agent σκυρόδεμα Εγκιβωτισμένη ράβδος οπλισμού Σ. Η. ΔΡΙΤΣΟΣ 84 Λάμες - Ρητίνη

85 T. TRIANTAFILLOU Near Surface Mounted (NSM) Reinforcement (Ανοξείδωτος Χάλυβας ή Σύνθετα Υλικά)

86

87 Textile Reinforced Mortars (TRM) Μανδύες από Ινοπλέγματα σε Ανόργανη Μήτρα (IAM)

88 50 Control Load (kn) ΧΩΡΙΣ ΕΝΙΣΧΥΣΗ 20 Φ8/200 R2 M Φ TRIANTAFILLOU ET AL. (2006) Displacement (mm) R M FRP (IOΠ) TRM (IAM) Load (kn) Load (kn) Displacement (mm) Displacement (mm)

89

90

91 T. TRIANTAFILLOU

92

93 Seismic Retrofitting of Masonry-Infilled RC Frames with Textile-Reinforced Mortar (TRM): Experimental and Analytical Study 2 layers Shear strengthening of the columns ends with TRM before the infilling Application of the externally bonded layers of G-TRM on the faces of infills and proper connection to the members of the surrounding frame Structural Lab, University of Patras: Koutas L., Triantafillou T., Bousias S.

94 Structural Lab, University of Patras: Koutas L., Triantafillou T., Bousias S.

95 kn 1.1% 0.77% Base Shear Force (kn) kn 252 kn 395 kn Top Floor Displacement (mm) Sp.#1 Sp.#2 0.68% 1.1% st Storey Drift Ratio (%) Sp.#1 Sp.#2 Enhanced global response of the infilled frame both in terms of lateral strength and deformation capacity. 55% increase in the lateral strength 56% higher deformation capacity at the top of the structure at ultimate strength state

96 T. TRIANTAFILLOU

97

98

99 Elsevier

100 RC Bridge Piers (Russia 2007)

101 Studium San Siro (Italy 2003)

102 Cooling Tower (Germany 2012)

103 Super Market Slabs by Shotcreting (Netherlands 2013)

104 Masonry Chimney (France)

105 Vaulted Structures Tuna Factory (Sicily 2005)

106 Vaulted Structures Tuna Factory (Sicily 2005)

107 Egnatia Odos RC Tunel (Greece 2008)

108 Ενίσχυση με Εξωτερικές Στρώσεις Ινοπλισμένου Σκυροδέματος Υπερ-υψηλής Επιτελεστικότητας (UHPFRC) Υλικό: Θλιπτική αντοχή MPa, Εφελκυστική αντοχή MPa Τοίχος ενισχυμένος με μία στρώση 1,5cm: 10 έως 15 φορές μεγαλύτερη φέρουσα ικανότητα και ικανότητα παραμόρφωσης Structural Lab, University of Brighton: Lampropoulos A., Tsioulou O., Dritsos S.

109 Ευχαριστώ για την προσοχή σας!

110 110