Σ. Η. Δ Ρ Ι Τ Σ. Η. Δ Ρ Ι Τ Σ Ο Σ

Transcript

1 Ο ΚΑΝ.ΕΠΕ στο Πλαίσιο των Ευρωκωδίκων Βασικές Αρχές ΚΑΝΟΝΙΣΤΙΚΟ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΟ Ο.Σ. ΤΟΙΧΟΠΟΙΙΑ ΣΙΔΗΡΕΣ + καθ. Στέφανος Δρίτσος Εθνικό Προσάρτηµα Τµήµα Πολιτικών Μηχανικών, Πανεπιστήµιο Πατρών ΕΚΔΔ, Αθήνα 26/4/ ΕΚ8-Μέρος 3 Assessment and Retrofitting of Existing Structures + ΚΑΝ.ΕΠΕ. Ως πρότυπο για κατασκ. Ο.Σ. ΕΛΟΤ περιλαµβάνον Συµπληρωµατικές Μη αντικρουώµενες διατάξεις + 2 Σ. Η. Δ Ρ Ι Τ από Σ τον Σχεδιασµό Ο Νέων Κτιρίων Σ (a) Μόρφωση Φ.Ο. µε αρχιτεκτονικές υπερβολές (Έλλειψη κανονικότητας: γεωµετρίας ή αντοχής σε επίπεδο ορόφου ή κτιρίου) (β) Προσδιορισµός των εντατικών µεγεθών µε απλοποιητικές παραδοχές Γνώσεις λίγες και όχι επαρκώς τεκµηριωµένες (Έλλειψη υπολογιστικών µέσων: απουσία χωρικής ανάλυσης & δισδιάστατης πλαισιακής λειτουργίας) Απουσία κανονισµού (γ) Διαστασιολόγηση µε διαδικασίες που σήµερα έχουν αναθεωρηθεί (Ανακριβή προσοµοιώµατα, απουσία ικανοτικού σχεδιασµού και πλαστιµότητας, ανεπαρκείς κατασκευαστικές διατάξεις για ελάχιστα και µέγιστα, κ.α.) (δ) Σχεδιασµός για σεισµικές δράσεις µικρότερες των αντιστοίχων για νέα κτίρια Σεισµικές Δράσεις Δυσµένεια Παλαιών Κτιρίων Παλαιά κτίρια: 1,75χε π.χ.1,75χ0,08=0.14g Νέα κτίρια (µετά 1995): αχ2.5/q π.χ 0.24x2.5/3.5=0.17g Δυνητική Δυσµένεια της τάξεως του 1:3 3 Ανασχεδιασµός Θέµα Δυσκολότερο Μόρφωση του φορέα πιθανόν απαράδεκτη, αλλά υπαρκτή Αβέβαιες εκτιµήσεις βασικών δεδοµένων στην αρχική φάση τεκµηρίωσης Χαµηλή ποιότητα σκυροδέµατος, Διαβρωµένοι οπλισµοί, Κρυµµένες ατέλειες 4

2 Γιατί χρειαζόµαστε έναν Κανονισµό για Επεµβάσεις; 1 Η µελέτη για επέµβαση είναι πολύ διαφορετική από τη µελέτη ο Στάδιο: σχεδιασµού ενός νέου κτιρίου Τεκµηρίωση υφιστάµενης κατάστασης 2 ο Στάδιο: Διαφορετική η διαδικασία προσέγγισης Αποτίµηση επάρκειας κατασκευής Άλλα πράγµατα χρειάζονται 3 ο Στάδιο: Λήψη απόφασης επέµβασης - Επιλογή λύσης 4 ο Στάδιο: Διαδικασία 5 Αρχικός σχεδιασµός της λύσης επέµβασης 5ο Στάδιο: Κατασκευή του Έργου 6 Σ. Τεκµηρίωση Η. υφιστάµενου φορέα Δ Ρ Ι Τ Σ Ο Σ Στάθµες Αξιοπιστίας Δεδοµένων (ΣΑΔ) Αντοχές υλικών Οπλισµοί Γεωµετρία (και θεµέλια) Υψηλή (Full Knowledge) KL3 Πραγµατικά φορτία Προηγούµενες βλάβες ή φθορές ή ελαττώµατα Ικανοποιητική (Normal Knowledge) KL2 Ανεκτή (Limited Knowledge) KL1 Ανεπαρκής: επιτρέπεται, µόνο για δευτερεύοντα στοιχεία Στάθµες αξιοπιστίας δεδοµένων (ΣΑΔ) Knowledge Levels (KL) Συντελεστές αξιοπιστίας (Άλλοι συντελεστές ασφάλειας για τα υφιστάµενα) Νέοι συντελεστές ασφάλειας για τα νέα υλικά 7 8

3 Συντελεστές αξιοπιστίας CF (Confidence factors) = 1,00 9 Στάθµες Αξιοπιστίας Δεδοµένων (ΣΑΔ) Σκυρόδεµα ΕΚ8-Μέρος 3 Ανάλογα µε KL Μέθοδοι εκτίµησης f c : Συνδυασµός έµµεσων µεθόδων, βαθµονόµηση µε λίγους πυρήνες. Προσοχή στις καµπύλες αναγωγής και Σ. Η. Δ Ρ Ι Τ Σ συσχέτισης. Ο Σ Απαιτούµενο πλήθος - Όχι συλλήβδην, δηλ. για όλους τους ορόφους και όλα τα δοκιµών: δοµικά στοιχεία. (Ιδιοµορφική) = - Τουλάχιστον 3 πυρήνες ανά οµοειδή δοµικά στοιχεία ανά 1,35 δύο ορόφους, οπωσδήποτε στον κρίσιµο όροφο. Επιπλέον µέθοδοι - Υψηλή ΣΑΔ/όροφο:45% κατ.στοιχ./25% ορ. στοιχ. (υπερηχοσκόπιση ή κρουσιµέτρηση ή - Ικανοποιητική ΣΑΔ/όροφο:30% κατ.στοιχ./25% ορ. στοιχ. = εξόλκευση ήλου για 1,20 - Ανεκτή ΣΑΔ/όροφο:15% κατ.στοιχ./7,5% ορ. στοιχ. f c <15 MPa ): Χάλυβας Επιτρέπεται µακροσκοπική αναγνώριση και κατάταξη, οπότε η ΣΑΔ θεωρείται ικανοποιητική 10 Στάθµες Αξιοπιστίας Δεδοµένων Στάθµες Αξιοπιστίας Δεδοµένων Προέλευση Δεδοµένου: Δεδοµένα: αποδεδειγµένα εφαρµοστεί 1. Δεδοµένο που προέρχεται από σχέδιο της αρχικής µελέτης η οποία έχει 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 7. Δεν υπάρχουν δεδοµένα 11 12

4 Ποια η τιµή του συντελεστή συµπεριφοράς q; Άλλες µέθοδοι ανάλυσης απαιτούνται Χονδρική Εκτίµηση Δείκτη Συµπεριφοράς q για Στάθµη Επιτελεστικότητας Β Οι ελαστικές µέθοδοι ανάλυσης που σήµερα χρησιµοποιούνται (για νέα κτίρια) έχουν αξιοπιστία υπό συγκεκριµένες προϋποθέσεις που στα νέα κτίρια φροντίζουµε να πληρούνται. Εφαρµοσθέντες Ευµενής παρουσία υσµενής παρουσία ή Σ. Η. Δ Ρ Ι Κανονισµοί Τ µελέτης Σ τοιχοπληρώσεων Ο (στο Σ απουσία Στις περισσότερες περιπτώσεις οι προϋποθέσεις αυτές δεν (και κατασκευής) σύνολο του κτιρίου) τοιχοπληρώσεων πληρούνται στα παλιά κτήρια < 3,00 2,30 Μέθοδοι Ανάλυσης 1985 < < ,30 1,80 Ίδιες µε αυτές που αφορούν τις νέες κατασκευές (ΕC8-Part 1) α) Μέθοδος Ανάλυσης οριζόντιας Φόρτισης (ελαστική) β) Ιδιοµορφική Ανάλυση Φάσµατος Απόκρισης (ελαστική) γ) Μη Γραµµική Στατική Ανάλυση (push-over) δ) Μη γραµµική Ανάλυση Χρονοϊστορίας (Δυναµική) 13 <1985 1,80 1,30 Στην περίπτωση ανασχεδιασµού µε χρήση ισχυρών νέων φορέων υπό προϋποθέσεις µπορεί να ισχύει: VR 0.75 τότε q= qνέ ων κανονισµ ών V Ποια η εναλλακτική διαδικασία; S VR < 0.75 τότε q= q V 5 S qloc = m νέων κανονισµ ών 14 Τι είναι αστοχία; Επίπεδα Βλάβης Σ. Αντοχή Η. < Ένταση Δ Ρ Ι Τ Σ Ο Σ Διάκριση στοιχείων σε «πλάστιµα» και «Ψαθυρά» LS of Near Collapse (NC) Ψαθυρά: Έλεγχος σε όρους δυνάµεων (κατά τα γνωστά Μ, Ν, V) Πλάστιµα: Έλεγχος σε όρους παραµορφώσεων Έστω M = 150 KNm< M = 200 KNm Rd sd Σε µία µελέτη νέου κτιρίου φροντίζουµε αυτό να µην ισχύει Σε ένα υφιστάµενο που η ανισότητα µπορεί να ισχύει Ερωτήµατα: Τι επίπεδα βλάβης θα υπάρξουν; Ποιες οι συνέπειες; Θα τις δεχθούµε; Στάθµες Επιτελεστικότητας ή Οριακές Καταστάσεις (LS) Διάκριση στοιχείων σε «σεισµικώς πρωτεύοντα» και «σεισµικώς δευτερεύοντα» Οιονεί κατάρρευση (ΚΑΝΕΠΕ), βαριές και εκτεταµένες βλάβες, κτίριο πολύ κοντά στην κατάρρευση LS of Significant Damage (SD) Ασφάλεια Ζωής (ΚΑΝΕΠΕ), κτίριο µε αποδεκτές σοβαρές βλάβες όπως ο σχεδιασµός νέων κτιρίων. LS of Damage Limitation (DL) Άµεση χρήση (ΚΑΝΕΠΕ), Μηδαµινές βλάβες, τα στοιχεία δεν έχουν ουσιωδώς ξεπεράσει την διαρροή τους Σεισµικώς δευτερεύοντα: Αποδεκτές µεγαλύτερες βλάβες 15 16

5 Στάθµες Επιτελεστικότητας Οριακές Καταστάσεις Στατική Οριζόντια Φόρτιση Βαθµιαία Αυξανόµενη µέχρι τέρµα Επίπεδα Βλάβης Μελών V 3 V 2 V 1 δ 1 δ 2 δ PUSH-OVER Σ Η. Δ Ρ Ι Τ Σ Ο Σ F A B C (Τέµνουσα Βάσης) V V 3 V 2 Καµπύλη Ικανότητας V Μ(F) A B C θ A θ Β θ c Ελαφριές Σηµαντικές Βαριές Βλάβες Θ(δ) δ V 1 δ 1 δ 2 δ 3 (µετατόπιση κορυφής) δ Ελαφριές Σηµαντικές Βαριές Βλάβες δ Για ποιά οριακή κατάσταση θα γίνει ο σχεδιασµός; Στάθµες Επιτελεστικότητας κατά ΚΑΝ.ΕΠΕ. Εθνικό προσάρτηµα (πρέπει να ορίσει) Για ποιό σεισµό σχεδιασµού; Πιθανότητα Υπέρβασης Σεισµικής Μηδαµινές Βλάβες Σοβαρές Βλάβες Εθνικό προσάρτηµα (πρέπει να ορίσει) ράσης εντός του Πιθανότητα Υπέρβασης σεισµικής δράσης σε 50 χρόνια 2% Περιοδ. Επανάλ χρόνια Μηδαµινές Βλάβες ή Άµεση Χρήση Σοβαρές βλάβες ή Ασφάλεια ζωής Οιονεί Κατάρρευση DL 2% SD 2% NC 2% Συµβατικού Χρόνου Ζωής των 50 ετών 10% (Σεισµικές ράσεις κατά ΕΚ8-1) (Άµεση Χρήση) (Ασφάλεια Ζωής) Οιονεί Κατάρρευση Α1 Β1 Γ1 10% Περιοδ. Επανάλ. 475 χρόνια 20% Περ. Επανάλ. 225 χρόνια 50% Περ. Επανάλ. 70 χρόνια DL 10% SD 10% NC 10% DL 20% SD 20% NC 20% DL 50% SD 50% NC 50% KAN.EΠΕ Δηµόσια αρχή Ελάχιστος στόχος κατά περίπτωση Ο κύριος του έργου επιλέγει 19 50% (Σεισµικές ράσεις = 0,6 x ΕΚ8-1) Α2 Β2 Γ2 Η Δηµόσια αρχή ορίζει πότε δεν επιτρέπεται πιθανότητα 50% 20

6 Μέχρι τώρα τις αγνοούµε. Γιατί; Τοιχοπληρώσεις Έλλειψη προδιαγραφών ποιότητας και τρόπου κατασκευής (διαφορές αντοχών, Σ. σφηνώµατα) Η. Δ Ρ Ι Τ Σ Ο Σ Αβέβαιοι τρόποι προσοµοίωσης (άνοιγµατα) π.χ. - περιοχές µε κοντές αναµονές Δεν κοστίζει πολύ να αγνοηθεί η συνεισφορά τους στις νέες κατασκευές Παράδειγµα - έλλειψη αγκίστρων στα τσέρκια Συµµετοχή στην συνολική αντοχή της κατασκευής Φέρων οργανισµός Τοιχοπληρώσεις Σύνολο - ανεπαρκείς αγκυρώσεις Νέες κατασκευές Παλαιές κατασκευές Στις παλαιές κατασκευές ο ρόλος τους σηµαντικός Αν αγνοηθούν στην αποτίµηση των παλαιών κατασκευών Ανάγκη σοβαρών ενισχύσεων (συχνά ανέφικτων) Ποια είναι η αντοχή (ή καλλίτερα η ικανότητα) δοµικών µελών που δεν πληρούν προϋποθέσεις έντεχνης κατασκευής; Μάτιση Ράβδων µε νευρώσεις σε ευθύγραµµο µήκος l o Σε µάτιση θλιβοµένων ράβδων µετρούν και οι δύο στο θλιβόµενο οπλισµό Πως γίνεται ο έλεγχος των παραµορφώσεων; (παρουσία εγκιβωτισµού ή περίσφιξης) Για M y, φ y, θ y : f y x l o /l oy,min, αν (1/2)l oy,min <l o < l oy,min =(0.3 f y / f c ) d b Μ θ pl u π.χ. Για Φ20, C16, S400: l oy,min =30 d b Για τη στροφή χορδής στην αστοχία: θ pl um x l o /l ou,min, θ θ d αν l o <l ou,min =d b f y /[( α rs ω sx ) f c ] που προκύπτει αναλόγου µήκους µε τα ισχύοντα για νέες κατασκευές Μάτιση λείων Ράβδων µε άγκυστρα & ευθύγραµµο µήκος παράθεσης l o >15d b Σε µάτιση θλιβοµένων ράβδων µετρούν και οι δύο στο θλιβόµενο οπλισµό Για M y, φ y, θ y : πλήρες f y εφελκυοµένων ράβδων Για τη στροφή χορδής στην αστοχία: θ um x λ θ όπου λ 23 θ =0,016x(10+l o / d b ), αν l o < 40d b και λ θ =0, 8, αν l o 40d 24 b θ y θ d d m= θ θ y θ u M y L Κ=ΕΙ ef = 3θ θ y s

7 ΙΚΑΝΟΤΗΤΕΣ ΜΕΛΩΝ Ικανότητα στροφής χορδής κατά τη διαρροή: Στάθµη Επιτελεστικότητας: Δοκοί και -Άµεση Χρήση (DL): θ d = θ y Υποστυλώµατα -Ασφάλεια Ζωής (SD): Τοιχεία ορθογωνικής, Τ- και Ι- Πρωτεύοντα: Δευτερεύοντα ή Τοιχοπληρώσεις: Διατοµής 1 θ y +θ θ u u θ d = θ d = Οριακή ικανότητα στροφής χορδής: γ Rd 2 γ Rd Όπου: γ Rd = 1,5 γιαπρωτεύονταήδευτερεύοντα γ Rd = 1,3 γιατοιχποληρώσεις Πλαστικό τµήµα ικανότητας στροφής χορδής: 25 -Οιονεί Κατάρρευση (NC) θu Όπου: γ θ = Rd = 1,5 γιαπρωτεύοντα γ d Rd ΕΛΕΓΧΟΙ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ γ Rd = 1,0 γιαδευτερεύονταήτοιχποληρώσεις εν απαιτείται έλεγχος οριζοντίων δευτερευόντων 26 Όπου: ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΣΕ ΤΕΜΝΟΥΣΑ 8.1 ΓενικέςΑπαιτήσεις Έλεγχος διεπιφανειών 8.2 Επεµβάσεις σε Κρίσιµες Περιοχές Ραβδόµορφων οµικών Στοιχείων Επεµβάσεις µε στόχο την αύξηση της ικανότητας έναντι µεγεθών ορθής έντασης Επεµβάσεις µε στόχο την αύξηση της φέρουσας ικανότητας έναντι τέµνουσας Δοκοί και Υποστυλώµατα Επεµβάσεις µε στόχο την αύξηση της τοπικής πλαστιµότητας Επεµβάσεις µε στόχο την αύξηση της δυσκαµψίας 8.3 Επεµβάσεις σε Κόµβους Πλαισίων Ανεπάρκεια λόγω διαγώνιας θλίψης κόµβου Ανεπάρκεια οπλισµού κόµβου Για ορθογωνικές διατοµές Τοιχώµατα Για κυκλικές διατοµές Κοντά Υποστυλώµατα (LV/h) 2 27 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8 ΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗΕΠΕΜΒΑΣΕΩΝ 8.4 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 8.5 ΕµφάτνωσηΠλαισίων Προσθήκη απλού γεµίσµατος Τοιχωµατοποίηση πλαισίων Ενίσχυση υφιστάµενων τοίχων πληρώσεως Προσθήκη ράβδων δικτύωσης, µετατροπή πλαισίων σε κατακόρυφα δικτυώµατα 8.6 Προσθήκη Νέων Παράπλευρων Τοιχωµάτων και ικτυωµάτων Σύνδεσµοι Θεµελίωση νέων τοιχωµάτων ιαφράγµατα 8.7 Επεµβάσεις σε Στοιχεία Θεµελίωσης Σκυρόδεµα Χάλυβας Σύνθετα 28

8 Διαστασιολόγηση Επεµβάσεων σύµφωνα µε τον ΚΑΝ.ΕΠΕ. και τον ΕΚ8-3 καθ. Στέφανος Η. Δρίτσος Τµήµα Πολιτικών Μηχανικών, Πανεπιστήµιο Πατρών ΕΚΔΔ, Αθήνα 26/4/ Βλάβες σε οκίµιο µε Εκτοξευόµενο Σκυρόδεµα και Βλήτρα 3 Βλάβες σε οκίµιο µε Έγχυτο Σκυρόδεµα, Σκυρόδεµα, Λεία ιεπιφάνεια χωρίς ιατµητικούς Συνδέσµους 4

9 Έλεγχος Συνεργασίας στη Διεπιφάνεια Ανίσωση Ασφαλείας Rid > Sid Αντίσταση Διεπιφάνειας (σε θλίψη, σε εφελκυσµό, διατµητική) (βλ. Κεφ.6) Εντατικά Μεγέθη που δρουν στη διεπιφάνεια Ελάχιστα και Μέγιστα 5 6 Έλεγχος Διεπιφανειών παλαιό σκυρόδεµα Δ Β Α ι FΓ - FΓΔ Α F = V Γ FAB Δ j νέο σκυρόδεµα a ή Γ Β, π ε ι j δi διεπ. Vi-j Β Μ z Μ +Δ Μ. Viδιεπ j = M ' a = V' z' z' V V διεπ. Μ ',V' =Ροπή, Τέµνουσα λόγω δράσεων µετά την επέµβαση Vi-j. π ε ι V. π ε ι j δi d Vδ R a Ελάχιστο Ποσοστό Βλήτρων ρδ = Αsd f 0,18 ctm 7 fyk Acδ sina 8

10 Εκτράχυνση µε Αµµοβολή Προετοιµασία Επιφάνειας µε Αεροµατσάκονο 9 10 ΜΑΝΔΥΕΣ Ο.Σ. Σ. Η. ΡΙΤΣΟΣ 11 12

11 Τοποθέτηση ενδιάµεσων συνδετήρων σε επιµήκεις διατοµές Τοποθέτηση ενδιάµεσων συνδετήρων σε τετραγωνικές διατοµές OXI NAI γωνία 45ο 15 Άνοιγµα Συνδετήρων 16

12 Θλίβουσα ύναµη Μανδύα A F =4u μf +10n +n F sb cm o ctm b h D ud s Σ. Η. Δ Ρ Ι Τ Σ Τριβή Αναρτήρες Ο Σ Βλήτρα (πάπιες) Ελάχιστοι Συνδετήρες Μανδύα ΕΚΩΣ 2000 Και A α { sw sw t f f { ctm ywd, δηλ. { f α 0.8 sw f yw d ctm d t 2 h Ηλεκτροσυγκόλληση Άκρων Συνδετήρων Μανδύα Προσεγγιστική Μέθοδος Μονολιθικής Συµπεριφοράς k k = 0,80 k r = 0,90 k θy = 1,25 k θu = 0,80 Μανδύα P Καµπύλες Εντατικού Μεγέθους Παραµόρφωσης µε Επισκευασµένα Στοιχεία F Πλήρης Αλληλεπίδραση F y,µ F y,ε µονολιθικό επισκευασµένο Μερική Αλληλεπίδραση F res,µ Κ F ε res,ε Κ µ δ y,µ δ y,ε δ u,ε δ u,µ Διαχωρισµός F Κ = y,ε δy,ε Κ δ F F Κ = Κ ε δy y,μ δ κ= Κ = u,ε Κ δu δ y,μ μ u,μ δ 19 20

13 k k Συντελεστές Μονολιθικότητας υσκαµψία πραγµατικού σύνθετου στοιχείου = υσκαµψία µονολιθικούστοιχείου Εκτίµηση ικανότητας Προσθήκη Νέας Στρώσης Σκυροδέµατος k µ Με συνεκτίµηση της ολίσθησης Προσεγγιστικά µε χρήση συντελεστών µονολιθικότητας Αντοχή πραγµατικού σύνθετου στοιχείου k r = Σ. Αντοχή µονολιθικούστοιχείου k k Η. k r Δ Ρ Ι Τ Σ Ο Σ 1,0 Για πλάκες: Πλαστιµ ότητα πραγµατικού σύνθετου στοιχείου = Πλαστιµ ότητα µονολιθικούστοιχείου k k = 0,85 k r = 0,95 k θy = 1,15 k θu = 0,85 kδ u Οριακήπαραµ όρφωση πραγµατικού σύνθετου στοιχείου = Οριακή παραµ όρφωση µονολιθικούστοιχείου Προσεγγιστική Μέθοδος Μονολιθικής Συµπεριφοράς Αντοχή, Πλαστιµότητα, Δυσκαµψία, Ικανότητα Παραµόρφωσης Ενισχυµένου Στοιχείου = k i (Αντοχή, Πλαστιµότητα, Δυσκαµψία, Ικανότητα Παραµόρφωσης Μονολιθικού Στοιχείου ) Για λοιπά στοιχεία: k k = 0,80 k r = 0,85 k θy = 1,25 k θu = 0, ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕ ΜΕΙΩΜΕΝΑ ΜΗΚΗ ΜΑΤΙΣΜΕΝΩΝ ΡΑΒ ΩΝ Καµπτική Ενίσχυση σ j t j σ j t j σ j t j Building Klinkerstr, Amsterdam ρ f l s σ j t j σ h T T απ = (1 λs) A f b s (1 λs) A f b s =µ ρ l f s σ σ = h h, απ. µ ρ l f s σ t =σ B j j h ό που: ρ ( 1-λ s ) A fs β= f b B t = j,απ. β μ l s σ j 23 Σ. Η. ΡΙΤΣΟΣ 24

14 Teng et al, 2002 Teng et al, 2002 Σ. Αναλαµβανόµενη Η. ΡΙΤΣΟΣ δύναµη επικολλητών φύλλων συναρτήσει του µήκους αγκύρωσης 25 Σ. Απόσχιση Η. ΡΙΤΣΟΣεπικάλυψης σκυροδέµατος στο πέρας του σύνθετου υλικού 26 Διάγραµµα Φορτίου-Βύθισης για Δοκούς Ενισχυµένες µε Επικολλητά Ελάσµατα Teng et al, 2002 Σ. Η. ΡΙΤΣΟΣ 27 28

15 Έλεγχος Αποκόλλησης P Pmax Le = P/2 Έλεγχος Απόσχισης Άκρου Ej tj Vs d,απολ. Vcd,απολ 2 f ctm Msd,απολ MRd,απολ Pmax = k f ctm b j L e P/2 Lb σ jd = Le E f σcrit P = max 1,15 j ctm 2tj γ R = 1, 2 1, 2 b j t j Lb Ας θεωρηθεί η περίπτωση µίας δοκού από σκυρόδεµα C16/20 που ενισχύεται στο εφελκυόµενο πέλµα µε ένα έλασµα ΙΟΠ-Άνθρακα, πάχους tj=1mm και πλάτους bj=1/2bw. Εξετάζοντας την 2η µορφή αστοχίας λαµβάνεται: 2/3 fctm 0.3 fck = /3 = 1.92 MPa και σ j,crit = x 1.92 x 103 = 504 MPa 2 Rostasy, 1997 Χρήσιµη τεχνική για ενισχύσεις γύρω από νέα ανοίγµατα σε πλάκες, τοιχώµατα t j σ j,crit Vsdj = 29 A j σ jd A so fydo + A jσ jd Vsd,απ όλ. 30 Καµπτική Ενίσχυση µε Οπλισµούς εντός Αυλακιών (Δεν καλύπτεται από τον ΚΑΝ.ΕΠΕ.) σκυρόδεµα σκυρόδεµα CFRP stripοπλισµός Λάµες - Ρητίνη Λάµες -Ρητίνη bonding agent σκυρόδεµα Εγκιβωτισµένη ράβδος οπλισµού Μιτολίδης, ιδακτορική ιατριβή 2009, ΑΠΘ. 31 Σ. Η. ΡΙΤΣΟΣ Λάµες - Ρητίνη 32

16 Αύξηση Φέρουσας Ικανότητας Έναντι Τέµνουσας Ανεπάρκεια Έναντι Λοξής Θλίψης (Vsd>VRd2) Με περίσφιγξη f = ( 1,125+ 1,25aω ) f ck,c w ck Με προσθήκη νέων στρώσεων σκυροδέµατος κλειστός µανδύας (συνιστάται) τρίπλευρη ενίσχυση Ανεπάρκεια Οπλισµού Διάτµησης Με πρόσθετες στρώσεις σκυροδέµατος Με εξωτερικά στοιχεία από χάλυβα ή ΙΟΠ (Vsd>VRd3) (α) (β) (γ) (δ) (ε) (α) (β) (γ) Ενδεικτικοί τρόποι ενίσχυσης σε διάτµηση έναντι ανεπάρκειας σε λοξή θλίψη: (α), (β) Κλειστές ενισχύσεις, (γ) Ανοικτές ενισχύσεις V V + V 1 γ sd Rd,r RM Rd 33 (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 34 Διατµητική Ενίσχυση µε ΙΟΠ Περίσφιγξη µε Μεταλλικό Κλωβό (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,

17 Περίσφιγξη µε ΙΟΠ Σ. Η. ΡΙΤΣΟΣ Σ. Η. ΡΙΤΣΟΣ σc περισφιγµένο µε FRP f*c, FRP f*c, s περισφιγµένο µε στοιχεία χάλυβα απερίσφικτο fc 0,85fc 0 ε co ε cu ε*cu, FRP ε*co Χαλύβδινη περίσφιγξη ε*cu = 0, ,1αωw Περίσφιγξη ΙΟΠ µε ίνες άνθρακος ε*cu = 0, 0035 (f c* :f c ) 2 Περίσφιγξη ΙΟΠ µε ίνες γυαλιού ε*cu = 0, 007 (f c* :f c ) 2 όπου Σ. Η. ΡΙΤΣΟΣ 39 ε*cus ε f c* = (1, , 25αω w ) f c 40

18 Απαιτούµενος Οπλισµός Περίσφιξης Αύξηση Πλαστιµότητας Απαιτούµενος Οπλισµός Περίσφιξης Αύξηση Πλαστιµότητας Απαίτηση Στοχευόµενου q: Υπολογίζεται ο απαιτούµενος δείκτης συµπεριφοράς q µ = q/q o (q o παράγοντας υπεραντοχής δοµήµατος κατά EC8) Υπολογίζεται ο απαιτούµενος δείκτης πλαστιµότητας σε όρους µετακινήσεων: q ότατ τ ττ μ 2 µ d = τ 2 1+ ( q -1) ότατ τ ττ μ 2 τ Υπολογίζεται η απαιτούµενη τιµή του δείκτη πλαστιµότητας σε όρους καµπυλότητας : (µ d 1):(µ 1/r 1) = 3 Υπολογίζεται η απαιτούµενη µέγιστη θλιπτική παραµόρφωση σκυροδέµατος: Ογκοµετρικό µηχανικό ποσοστό περίσφιξης ω w : Χαλύβδινη Περίσφιξη: Περίσφιξη µε CFRP: Περίσφιξη µε GFRP: * ε = 2,2 μ ε ν cu 1/r sy * ε = 0, ,1 α ω cu ( ) ( ) * * ε = 0,0035 f : f cu c c 2 * * = cu c c ε 0,007 f : f 2 µε w * f = (1,125+ 1,25 a ω )f c w c 41 Απαίτηση Στοχευόµενου m: Οµοίως µε δείκτη συµπεριφοράς q, µόνο που το µ d αντικαθιστάται µε m απ. Απαίτηση Επιθυµητής Ικανότητας Γωνίας Στροφής Χορδής θ u : Σ. Η. Δ Ρ Ι Υπολογίζεται Τ η µ 1/r µέσω Σ αξιόπιστων Ο συσχετισµών µε Σ τη µ θ θ =µ θ u, απ. θ, απ. y Όπου η θ y : Για δοκούς ή υποστυλώµατα Για τοιχώµατα ( 1/ r) d f b y L + a z s V h y θ = y ( 1/ r) + 0, ,5 y Ls 8 f c ( ) Η συσχέτιση των µ θ και µ d γίνεται µέσω των σχέσεων: µ =µ θ µ =µ θ d d H H tot ορ. s V s θ = 1/ r + 0, ,125 + y y ( 1/ r) d f b y L + a z L y 3 h 8 f µη σχηµατισµός πλαστικού µηχανισµού ορόφων πιθανός σχηµατισµός πλαστικού µηχανισµού σε όροφο µ = 3µ 2 1/ r, απ. d, απ. ε * u,απ c ωw,απ 42 c ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΚΟΜΒΩΝ Προσθήκη χιαστί κολλάρων από χαλύβδινα στοιχεία Επισκευή µε ρητινενέσεις 43 CEA, Sacley 44

19 ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΚΟΜΒΩΝ Προσθήκη επικολλητών ελασµάτων από χάλυβα Ενίσχυση κόµβων µε ΙΟΠ 45 CEA, Sacley 46 Ενίσχυση Τοιχωµάτων Αποκατάσταση Ανεπαρκών Αναµονών Όπως και στα υποστυλώµατα Αύξηση Φέρουσας Ικανότητας Έναντι Κάµψης Προσθήκη υποστυλωµάτων στα άκρα Μονόπλευρη ενίσχυση και προσθήκη υποστυλωµάτων Ολόπλευρος κλειστός µανδύας (συνιστάται) CEA, Sacley 47 48

20 Ενίσχυση Τοιχωµάτων Εµφάτνωση Πλαισίων Αύξηση Φέρουσας Ικανότητας Έναντι Τέµνουσας Ανεπάρκεια λόγω λοξής θλίψης κορµού Προσθήκη νέων στρώσεων σκυροδέµατος ή µανδύα Ανεπάρκεια οπλισµού διάτµησης Προσθήκη Εξωτερικών στοιχείων χάλυβα ή ΙΟΠ ή µανδύας Ολίσθηση Τοιχώµατος Προσθήκη κατακόρυφων µεταλλικών στοιχείων εκατέρωθεν του αρµού Τοπικός µανδύας Αύξηση Πλαστιµότητας (Δεν προσφέρονται οι µέθοδοι περίσφιγξης) Μορφές: Σ. Η. Δ Ρ Ι Τ Προσθήκη Σ Απλού Γεµίσµατος Ο Σ Τοιχωµατοποίηση Πλαισίου Ενίσχυση Υφισταµένων Τοίχων Πληρώσεως Κρίσιµα σηµεία της µελέτης Έλεγχος επάρκειας µεταφοράς τέµνουσας στις στάθµες των ορόφων Μικρή Αξονική Μειωµένη Ενεργός υσκαµψία, Μεγάλη Στροφή στο Θεµέλιο Αύξηση διατοµής θλιβόµενου πέλµατος µε προσθήκη εγκάρσιου τοιχώµατος µε τοπική διεύρυνση του άκρου Τοποθέτηση εγκαρσίων διαµπερών σφικτήρων 49 Σηµαντική Αύξηση της Δυσκαµψίας και της Σεισµικής αντίστασης του φορέα Κατασκευαστικά θέµατα υσκολία σκυροδέτισης (ανεπαρκής πρόσβαση στην κορυφή) Αντιµετώπιση συστολής ξήρανσης 50 Προσθήκη Απλού Γεµίσµατος Τοιχώµατα από: α) Άοπλο ή οπλισµένο σκυρόδεµα (επί τόπου κατασκευαζόµενα ή προκατασκευασµένα) β) Άοπλη ή οπλισµένη τοιχοποιία Τοιχοµατοποίηση Πλαισίου Εµφατνώσεις πάχους µικρότερου ή ίσου µε το πλάτος της δοκού νέο νέο υποστύλ ωμα υποστύλ ωμα Δεν λαµβάνονται Σ. ειδικά µέτρα Η. σύνδεσης του Δ γεµίσµατος Ρ µε το Ι Τ Σ Ο Σ νέο νέο παλαιό παλαιό τοίχωμα τοίχωμα υποστύλωμ υποστύλωμ πλαίσιο α α Προσοµοίωση του γεµίσµατος µέσω διαγώνιου θλιπτήρα Εµφατνώσεις πάχους µεγαλύτερου του πλάτους της δοκού Χαµηλή πλαστιµότητα. Συνιστάται m 1,5 Προσοχή Πρόσθετες Τέµνουσες σε Δοκούς και Υποστυλώµατα 51 52

21 Τοιχωµατοποίηση Πλαισίου Ενίσχυση Υφισταµένων Τοίχων Πληρώσεως Προσοµοίωµα Ελέγχου Επάρκειας P Fs h F l s Ασκούµενη Τοίχωµα: Τέµνουσα στο Με αµφίπλευρες οπλισµένες στρώσεις εκτοξευόµενου σκυροδέµατος χωρίς υποχρεωτική αγκύρωση στο περιβάλλον πλαισίωµα. L Ns Ελάχιστο πάχος στρώσης 50 mm h Ns Fs 2V Fs = Vs Rc γ sd P ℓ Min ρv= ρh=0,005 Εξασφάλιση της από κοινού λειτουργίας υφιστάµενης τοιχοποιίας µε τις δύο στρώσεις ενίσχυσης µέσω διαµπερών κοχλωτών συνδέσµων: Έλεγχος Αντίστασης Φατνώµατος: Θλίψη ιαγώνιου Θλιπτήρα: L N s = Fs l NR = λ f t w bw ' c f c' = 0, 6 f c bw = ενεργό πλάτος διαγώνιου θλιπτήρα λ 0,4, συντελεστής αποµένουσας απόκρισης του διαγώνιου θλιπτήρα µετά την υπέρβαση της κρίσιµης παραµόρφωσής του Αντίσταση ενισχυµένου τοίχου = Αντίσταση λοξού θλιπτήρα ιάτµηση κατά Μήκος των ιεπιφανειών: Fβλ., οριζ. = Fs 1 l N R > n δ Du L 2 h 1 Fβλ., κατ. = Fβλ.,οριζ. > n v D u l 2 Ελάχιστη ποσότητα βλήτρων 3Φ16 ανά µέτρο της περιµέτρου και ρmin 53 ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΝΕΩΝ ΠΑΡΑΠΛΕΥΡΩΝ ΤΟΙΧΩΜΑΤΩΝ Η ΧΑΛΥΒ ΙΝΩΝ ΙΚΤΥΩΜΑΤΩΝ (Λύση που απαιτεί ιδιαίτερα υψηλή µελετητική και κατασκευαστική εµπειρία) 54 ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΙΚΤΥΩΤΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Λεπτοµέρεια Α Λεπτοµέρεια Α- Κάτοψη Συνιστώµενη θέση τοιχωµάτων Ενδεικτική διάταξη συνδέσµων Συνίσταται: (α) Ο συνδυασµός της θεµελίωσης των νέων τοιχωµάτων µε τις υφιστάµενες θεµελιώσεις (β) Η κατά το δυνατόν αύξηση της αξονικής δύναµης που θα αναλάβουν τα νέα τοιχώµατα 55 κατά τον σεισµό 56

22 ΕΝΙΣΧΥΣΕΙΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΘΕΜΕΛΙΩΣΗΣ Ανεπάρκεια επιφάνειας έδρασης Ανεπαρκές ύψος Αύξηση διαστάσεων Συνδυασµός µε ενίσχυση κατακόρυφων µελών Σ. Η. Δ Ρ Ι Τ Σ Ανάρτηση Ο Σ A Pn tanα sw f ywd episkeves.civil.upatras.gr Ενδεικτικήενίσχυσηπεδίλωνµετηντεχνικήτωνµανδυών, 57 όταν η επέµβαση περιλαµβάνει και ενίσχυση του φέροντος κατακόρυφου στοιχείου 58