: συντελεστής που λαμβάνει υπόψη την θέση των ράβδων κατά τη σκυροδέτηση [=1 για ευνοϊκές συνθήκες, =0.7 για μη ευνοϊκές συνθήκες]

Transcript

1 Αντοχή σχεδιασμού f bd Η οριακή τάση συνάφειας f bd προκύπτει σαν πολλαπλάσιο της εφελκυστικής αντοχής σχεδιασμού σκυροδέματος f ctd : όπου f bd = η 1 η 2 η 3 η 4 f ctd, όπου f ctd =f ctk0.05 /γ c f ctk : χαρακτηριστική εφελκυστική αντοχή σκυροδέματος γ c : συντελεστής ασφαλείας σκυροδέματος=1.5 η 1 : συντελεστής που λαμβάνει υπόψη τον τύπο των νευρώσεων (=1 για λείες ράβδους, =2.25 για ράβδους με νευρώσεις) η 2 : συντελεστής που λαμβάνει υπόψη την θέση των ράβδων κατά τη σκυροδέτηση [=1 για ευνοϊκές συνθήκες, =0.7 για μη ευνοϊκές συνθήκες] η 3 : συντελεστής που λαμβάνει υπόψη τις δυσμενείς συνθήκες αγκυρώσεως που δημιουργούνται (λόγω μεγαλύτερης τάσης για απόσχιση) από τις μεγάλης διαμέτρου ράβδους οπλισμού [=1 γενικά και η 3 =(132- Φ)/100 για Φ>32mm]

2 Τιμή Σχεδιασμού για την Αντοχή Συνάφειας, f bd Παράδειγμα: Σκυρόδεμα C16, με f ctk0.05 =1.3 MPa, ηαντοχήσυνάφειας νευροχάλυβα είναι f bd =2.25 x 1.3 /1.5 = 1.95 MPa 2 MPa η 4 : συντελεστής που εκφράζει αύξηση αντοχής έναντι αποσχίσεως λόγω περίσφιξης υπό μορφή εγκάρσιας εξωτερικής πίεσης p lat (MPa) [=1/( p lat )<1.4]

3 Πρακτική Τιμή Σχεδιασμού για την Αντοχή Συνάφειας, f bd

4 Λεπτομέρειες για την εξασφάλιση της αντοχής σχεδιασμού Οι κανονισμοί ορίζουν κατασκευαστικές λεπτομέρειες για να εξασφαλίσουν ικανή συνεργασία οπλισμού σκυροδέματος, έτσι: Η επικάλυψη c>φ +10 mm ή 20 mm γιαδέσμηράβδωνστηθέσητουφ χρησιμοποιείται ισοδύναμη διάμετρος δέσμης Φ n = Φ n<55mm Η καθαρή απόσταση μεταξύ παράλληλων ράβδων (εκτός αν πρόκειται για ένωση με παράθεση-μάτισμα) πρέπει >max{φ max, 20mm, d αδρ +5} (Φ max : μέγιστη διάμετρος των ράβδων) Όταν υπάρχουν σειρές ράβδων, για να εξασφαλισθεί η διάστρωση του σκυροδέματος και η συνάφεια, θα πρέπει η απόσταση μεταξύ των σειρών να είναι > max{φ max, 20mm, d αδρ +5} για δέσμες τριών ή και περισσοτέρων ράβδων τότε > d αδρ +15mm

5 ΑΓΚΥΡΩΣΕΙΣ: σημείο αναφοράς αποτελεί το Βασικό Μήκος Αγκύρωσης, l b = μήκος σε ευθύγραμμη αγκύρωση που απαιτείται για να μεταβιβάσει εξολοκλήρου η ράβδος το φορτίο της στο σκυρόδεμα f b = Φ 4 Δfs( x ) Δx Δx = Φ 4 Δfs( x ) f b l b =(Φ/4) f yd /f bd l b f yd Το μήκος αυτό μετράται από την κρίσιμη διατομή, δηλ. την διατομή όπου αναμένουμε να διαρρεύσει ο οπλισμός στην κατασκευή. f bd

6 Παράδειγμα: Σκυρόδεμα C20/25: -Για ευνοϊκές συνθήκες, συνάφεια νευροχάλυβα Φ20 είναι, f bd =2.3 MPa Για ποιότητα χάλυβα S400, το l b = (20/4)x(400/1.15)/2.3 = 756 mm = 0.75 m Για ποιότητα χάλυβα S500, το l b = (20/4)x(500/1.15)/2.3 = 945 mm = 0.95 m -Για μη ευνοϊκές συνθήκες, και ίδιο υλικό, f bd =0.7 x 2.3 = 1.61 MPa Για ποιότητα χάλυβα S400, το l b = (20/4)x(400/1.15)/1.61 = 1080 mm = 1.08 m Για ποιότητα χάλυβα S500, το l b = (20/4)x(500/1.15)/1.61 = 1350 mm = 1.35 m -Για ράβδο Φ12 σε μη-ευνοϊκές συνθήκες, S400: l b = (12/4)x(400/1.15)/1.61 = 648 mm = 0.65 m S500: l b = (12/4)x(500/1.15)/1.61 = 810 mm = 0.81 m

7 Θέσεις κρισίμων διατομών Για τον πάνω οπλισμό δοκών κρίσιμες είναι οι διατομές στις στηρίξεις ενώ για τον κάτω στα ανοίγματα montage Κύριος οπλισμός Κρίσιμες διατομές για τους οπλισμούς της δοκού Σε κατασκευές με απαιτήσεις αντισεισμικότητας οι κρίσιμες διατομές για τον πάνω και κάτω οπλισμό βρίσκονται στις στηρίξεις Κρίσιμες διατομές για τους οπλισμούς του υποστυλώματος

8 Η τελική τιμή του μήκους αγκύρωσης που θα πραγματοποιηθεί στην πράξη εξαρτάται από τον τύπο της αγκύρωσης. Την τελική αυτή τιμή θα την συμβολίζουμε ως l b,net ΤΥΠΟΙ ΑΓΚΥΡΩΣΕΩΝ

9 ΤΥΠΟΙ ΑΓΚΥΡΩΣΕΩΝ ευθύγραμμη Με άγκιστρα Με συγκολλητούς εγκάρσιους οπλισμούς. Η διάμετρος της εγκάρσιας ράβδου > 0.6Φ. Η απόσταση από την κρίσιμη διατομή το πολύ 5Φ

10 ΚΑΜΠΥΛΩΣΗ ΟΠΛΙΣΜΩΝ: Πρέπει να γίνεται σύμφωνα με τις προδια- γραφές για να αποφεύγεται η τοπική ψαθυροποίηση του χάλυβα ε avail

11 ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΟ ΜΗΚΟΣ ΑΓΚΥΡΩΣΗΣ, l b,net = Βασικό Μήκος Αγκύρωσης Για κατασκευές με απαιτήσεις αντισεισμικότητας ο λόγος Αs,req/As,prov λαμβάνεται =1

12 Παράδειγμα: Σε δοκό πάχους 600mm χωρίς απαιτήσεις αντισεισμικότητας, έχει υπολογισθεί απαιτούμενο εμβαδόν εφελκυόμενου οπλισμού στη στήριξη = 1000 mm 2. Τοποθετήθηκαν 4Φ20, συνολικού εμβαδού = 4x314=1256mm 2. Τι μήκος ευθύγραμμης αγκύρωσης απαιτείται για τις ράβδους αυτές? C20/25, S500 l b,net Ράβδος στο μισό πάνω κομμάτι στοιχείου πάχους 600mm. Άρα, μη ευνοϊκές συνθήκες, και l b =1350mm l b,net = (1000/1256)=1075 mm > { =405mm, 10Φ=200mm} Τι θα άλλαζε αν είχαμε απαιτήσεις αντισεισμικότητας? l b,net = =1350 mm > { =405mm, 10Φ=200mm}

13 Παράδειγμα: Να αγκυρωθούν οι οπλισμοί της δοκού στην στήριξη. Πάχος δοκού 650 mm, απαιτήσεις αντισεισμικότητας. Πάνω οπλισμοί, 4Φ18. Κάτω οπλισμοί, 3Φ20. Το υποστύλωμα έχει μήκος 1.0 m. Τύμπανο κάμψης απλό άγκιστρο: C20/25, S400S 00. Οι ράβδοι Φ18 βρίσκονται Πάνω ράβδοι = 4Φ=72mm στο μισό πάνω κομμάτι Κάτω ράβδοι = 7Φ=140mm στοιχείου πάχους 650mm. Άρα, μη ευνοϊκές συνθήκες, και l b =(18/4)x(400/1.15)/1.61 =972mm Οι ράβδοι Φ20 βρίσκονται κάτω, άρα, ευνοϊκές συνθήκες, και l b =(20/4)x(400/1.15)/2.3 =756mm 650mm l b,net 1.0 m l b,net = = 680 mm > { =291mm, 10Φ=180mm} για εφελκυσμό l b,net = = 972 mm > { =583.2mm, 10Φ=180mm} για θλίψη l b,net = =529 mm > { =226mm, 10Φ=200mm} l b,net = =756 mm > { =453.6mm, 10Φ=200mm} για εφελκυσμό για θλίψη

14 Στην περίπτωση αυτή οι συντελεστές α =1 και η 4 =1. Παράδειγμα: Πολύ χρήσιμη διάταξη προκειμένου να αγκυρώνουμε οπλισμούς μέσα σε κόμβους δοκού υποστυλώματος. Σκυρόδεμα C20/25, έστω ευνοϊκές συνθήκες, ράβδος δοκού Φ20, l b = m Σε ευθύγραμμη αγκύρωση αυτό θα απαιτούσε πάχος υποστυλώματος πάνω από 1.0 m. Με καμπύλωση, εφόσον το D είναι 10Φ = 200 mm, τότε το ευθύγραμμο μήκος είναι μόνο 0.3 x l b = m, άρατουποστύλωμαμπορείναέχειδιάστασητο λιγότερο 0.35 m (αν ληφθεί υπόψη και η επικάλυψη του διαμήκους οπλισμού του).

15 Τις αγκυρώσεις τις περιβάλλουμε με εγκάρσιο οπλισμό, προκειμένου να αποφευχθεί η διαμήκης ρηγμάτωση, αλλά και η εκτίναξη του σκυροδέματος στο άκρο των θλιβόμενων ράβδων. -Συνήθως επαρκεί ο ελάχιστος οπλισμός που βάζουμε για άλλο σκοπό π.χ. οπλισμός διάτμησης. ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΣ 5Φ

16 Παράδειγμα: Στο πρόβλημα με την δοκό πάχους 600mm και πάνω οπλισμό 4Φ20 στην μεσαία στήριξη, τι συνδετήρες απαιτούνται στην αγκύρωση? l b,net Α st =0.25A b = 0.25x314=78.5 mm 2. Για συνδετήρες Φ8 (=50mm 2 ), θα χρειαστώ δύο συνδετήρες. Τουλάχιστον μία εγκάρσια ράβδος, για το άγκιστρο l b,net

17 Αγκυρώσεις Διαμηκών Οπλισμών σε Δοκούς με απαιτήσεις αντισεισμικότητας =(0.3l b, 10Φ ). (Δηλαδήοσυντελ. η 4 )

18

19 Παράδειγμα: Να αγκυρωθούν οι οπλισμοί της δοκού στον κόμβο του σχήματος. C20/25, S400S 00. 3Φ18 3Φ mm ΔΟΚΟΣ Α 4Φ20 ΔΟΚΟΣ Β 400 mm 4Φ mm -Οι πάνω ράβδοι βρίσκονται σε μη ευνοϊκές συνθήκες συνάφειας. Φ18: l b =(18/4)x(400/1.15)/1.61 =972mm. l b,min =max{0.3x972, 10x18}=290mm Φ20: l b =(20/4)x(400/1.15)/1.61 =1080mm. l b,min =max{0.3x1080, 10x20}=325mm -Οι κάτω ράβδοι βρίσκονται σε ευνοϊκές συνθήκες συνάφειας. Φ20: l b =(20/4)x(400/1.15)/2.3 =756mm. l b,net =0.7x756 = 530mm > l b,min = max{0.3x756, 10x20}=227mm. Τύμπανα κάμψης: Απλό άγκιστρο, 7x20 = 140 mm; Καμπύλη αγκύρωση: 10x20 mm 20x20 mm αναλόγως διάταξης οπλισμών δοκού

20 972 > (500 5x18)+290. Η ράβδος επεκτείνεται κατά 972-(500-5x18)=560mm 1080 > (500 5x20)+325. Η ράβδος επεκτείνεται κατά 1080-(500-5x20)=680mm Τελική λύση: 3Φ18 680mm 560mm 3Φ mm ΔΟΚΟΣ Α 250x600 4Φ20 ΔΟΚΟΣ Β 250x mm 4Φ mm 30 mm επικ. οπλ. υποστ. + Φ (υποστ. =20) = 50 mm Το υποστύλωμα (500 5x20 c), όπου c ηεπικάλυψητωνδιαμηκώνράβδωντου υποστυλώματος, δεν επαρκεί για ευθύγραμμη αγκύρωση των Φ20. Για τις ράβδους της δοκού Α και B, με πλάτος διατομής 250 mm, επικάλυψη 30mm, η απόσταση μεταξύ παράλληλων ράβδων είναι ( x20)/3=36 mm < 3Φ = 60mm. Αν βάλω συνηθισμένο άγκιστρο, με τύμπανο 7Φ = 140 mm, τότε το ευθύγραμμο τμήμα που χρειάζομαι είναι : 530 > 500 5x20 50 = 350 mm. Δεν επαρκεί. Αν χρησιμοποιήσω τύμπανο D=20x20 = 400 mm, τότε η ευθύγραμμη προβολή της ράβδου μου θα είναι 500 5x20 50 = 350 mm > 227 mm. O.K.!!! Το συνολικό μήκος της ράβδου μέσα στον κόμβο μαζί με το άγκιστρο τώρα θα είναι x20 = 856 mm 860mm.

21 Αγκυρώσεις Διαμηκών Οπλισμών σε Υποστυλώματα με απαιτήσεις αντισεισμικότητας (Δηλαδήοσυντελ. η 4 )

22 Ενώσεις οπλισμών με υπερκάλυψη ή παράθεση (μάτιση) Ενώσεις οπλισμών μπορούν να γίνουν με -υπερκάλυψη (βλ. σχήμα, δηλ. οι ράβδοι είτε να είναι ευθύγραμμες, είτε με άγκιστρα έιτε με συγκολλητούς εγκάρσιους οπλισμούς), -συγκόλληση -με μηχανικά μέσα (mechanical couplers)

23 F y Εδώ θα ασχοληθούμε με την πρώτη κατηγορία (υπερκάλυψη, παράθεση ή μάτιση) Πως λειτουργεί η μάτιση? Η μία ράβδος μεταφέρει το φορτίο της στην άλλη, μέσω του σκυροδέματος: Κατά το σχεδιασμό της μάτισης επιδίωξη είναι να επαρκεί το μήκος παράθεσης ώστε η F y ράβδος να μπορεί να μεταβιβάσει την δύναμη μήκος παράθεσης διαρροής της στην άλλη με την οποία ματίζεται l 0 - Πως διατάσσουμε τις ενώσεις με υπερκάλυψη? Εάν είναι δυνατόν, πρέπει να αποφεύγουμε να κάνουμε όλες τις ματίσεις στην ίδια θέση (κυρίως αφορά πλάκες και δοκούς), για λόγους ασφάλειας (π.χ., αν αστοχήσει μία μάτιση, να μην συμπαρασύρει και τις άλλες σε αστοχία). -Ειδικά για νευροχάλυβες μπορούμε να ματίσουμε όλες τις ράβδους στην ίδια θέση, όμως θα υπάρχει penalty στο απαιτούμενο μήκος παράθεσης, και θα απαιτηθπυν συνδετήρες (π.χ. όλες οι ράβδοι υποστυλωμάτων ματίζονται στην βάση του ορόφου κατά την συνήθη πρακτική). -Για λείες ράβδους επιτρέπεται η μάτιση μόνο του 1/3 του οπλισμού σε μια οποιαδήποτε θέση. Οπλισμοί διανομής (δευτερεύοντες) σε πλάκες κατ εξαίρεση μπορούν να ματίζονται στην ίδια θέση στο σύνολό τους (100%).

24 Ερώτηση: Πως ορίζεται η «θέση» σε ματίσεις, δεδομένου του μεγάλου μήκους των? -Γενικά, θεωρούμε ότι δύο ματίσεις ΔΕΝ είναι στην ίδια θέση όταν η απόσταση των μέσων τους είναι μεγαλύτερη από 1.3 l 0 όπου l 0 τομήκοςτηςμάτισηςκαιτα άκρα τους απέχουν τουλάχιστον 0.3 l 0. Τότε τις ονομάζουμε «μετατοπισμένες» μεταξύ τους. l 0 Το ζευγάρι ράβδων που ματίζονται πρέπει να είναι κοντά μεταξύ τους. Η απόστασή τους να μη ξεπερνά τα 4Φ, για αποφυγή στρεπτικών φαινομένων. Αν δεν μπορεί να τηρηθεί αυτή η διάταξη, τότε το πλεόνασμα της μεταξύ τους απόστασης (πάνω από τα 4Φ) το βάζουμε και σε μήκος παράθεσης (penalty).

25 ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΟ ΜΗΚΟΣ ΥΠΕΡΚΑΛΥΨΗΣ

26 b a

27

28