Διερεύνηση Σεισμικής Επάρκειας και Ενίσχυσης Βιομηχανικού Κτιρίου, με θεώρηση Αλληλεπίδρασης Εδάφους-Κατασκευής

Διερεύνηση Σεισμικής Επάρκειας και Ενίσχυσης Βιομηχανικού Κτιρίου, με θεώρηση Αλληλεπίδρασης Εδάφους-Κατασκευής Χάρης Αποστολόπουλος, Κωνσταντίνος Θωμάς, Παναγιώτης Κλουκίνας, Γεώργιος Μυλωνάκης, Κώστας Παπαντωνόπουλος Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Πανεπιστημίου Πατρών Εργαστήριο Γεωτεχνικής Μηχανικής ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η παρούσα εργασία αφορά τον έλεγχο στατικής και σεισμικής επάρκειας βιομηχανικού κτιρίου, στην περιοχή της πόλης του Αιγίου, του Νομού Αχαΐας, το οποίο κατασκευάστηκε περί το έτος 1974. Η ευρύτερη περιοχή του έργου, που απεικονίζεται στο Σχήμα 1, διατρέχεται από μεγάλο αριθμό σεισμικών ρηγμάτων, ορισμένα από τα οποία έχουν δώσει αρκετούς ισχυρούς σεισμούς κατά το παρελθόν, με τελευταίο το σεισμό της 15/6/1995 (Ms = 6.2). Ο βιομηχανικός χώρος βρίσκεται ακριβώς πάνω στο ίχνος ενός τέτοιου ρήγματος. έλεγχος των μικρομετακινήσεων του δαπέδου του κτιρίου και σημείων περιμετρικά του κτιρίου έλεγχος της κατάστασης και της μηχανικής συμπεριφοράς σκυροδέματος και σιδηροοπλισμού. Πραγματοποιήθηκε σειρά αναλύσεων του δομικού συστήματος σε σεισμική φόρτιση και ερπυσμό του σεισμογόνου ρήγματος και των δευτερογενών ασυνεχειών στις επιφανειακές εδαφικές στρώσεις. Στις αναλύσεις ελήφθη υπόψη η αλληλεπίδραση εδάφους-ανωδομής με θεώρηση συμπεράσματα για τον σεισμικό κίνδυνο σε παλαιά βιομηχανικά κτίρια υψηλής σπουδαιότητας, σε περιοχές υψηλής σεισμικότητας. ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΦΟΡΕΑ Ο βιομηχανικός χώρος στο Σχήμα 2 αποτελείται από τρία τμήματα: το κυρίως κτίριο παραγωγής του εργοστασίου, ένα διώροφο κτίριο γραφείων και μία μονοόροφη προσθήκη η οποία κατασκευάστηκε σε δεύτερη φάση και στεγάζει χώρους αποδυτηρίων και υγιεινής. Σχήμα 1. Η περιοχή του έργου Ο έλεγχος για την αποτίμηση της συμπεριφοράς του κτιρίου βασίστηκε στα τεχνικά σχέδια ξυλοτύπων της μελέτης εφαρμογής του έργου και σε επιτόπιες παρατηρήσεις της ομάδας των ερευνητών από επιτόπου αυτοψίες. Επίσης, για τις ανάγκες του ελέγχου διεξήχθη πρόγραμμα εκτεταμένης γεωτεχνικής έρευνας, γεωδαιτικός ισοδύναμων γραμμικών ελατηρίων (για οριζόντια / κατακόρυφη παλινδρόμηση και λικνισμό) στη στάθμη της θεμελίωσης. Από τις αναλύσεις διαπιστώθηκε η ανεπάρκεια ανάληψης σεισμικών δράσεων από τον φορέα και προτάθηκαν ενισχύσεις, κυρίως περιμετρικά, με την μορφή μανδυών και πρόσθετων διατμητικών τοιχωμάτων. Εξάγονται χρήσιμα Σχήμα 2. Στάθμη θεμελίωσης του βιομηχανικού κτιρίου Το κυρίως κτίριο του εργοστασίου αποτελείται από δύο παράλληλες σειρές τριάντα πλαισίων οπλισμένου σκυροδέματος (ένδειξη 1 στο Σχήμα 3) οι οποίες γεφυρώνονται από τριάντα προεντεταμένες δοκούς στηριζόμενες μέσω εφεδράνων στα εσωτερικά 1 BUILDNET

υποστυλώματα των πλαισίων (ένδειξη 2 στο Σχήμα 3). Η οροφή του κτιρίου διαμορφώνεται από προκατασκευασμένα συστήματα πλακών και διαδοκίδων. Οι αρμοί της ανωδομής δεν συνεχίζονται στη θεμελίωση, καθώς τα συζυγή υποστυλώματα εδράζονται σε κοινά πέδιλα. Ο πρώτος αρμός βρίσκεται στην ένωση του διωρόφου κτιρίου γραφείων με το κτίριο παραγωγής και τρείς ακόμα εσωτερικοί αρμοί χωρίζουν το κτίριο παραγωγής σε τέσσερα τμήματα. Η θεμελίωση αποτελείται από μεμονωμένα πέδιλα συνδεδεμένα με δοκούς. Η έδραση των πεδίλων γίνεται σε έδαφος με μεγάλο ποσοστό λεπτόκοκκου υλικού, το οποίο παρουσιάζει σημαντικές διαφοροποιήσεις συμπιεστότητας. Το υλικό του φέροντος οργανισμού είναι οπλισμένο σκυρόδεμα Β225 (διώροφο κτίριο γραφείων, πέδιλα κυρίως κτιρίου και περιμετρικά τοιχώματα) και Β300, με χάλυβα St. III. Το υλικό πληρώσεως των ανοιγμάτων είναι τσιμεντοπλινθοδομή. Σχήμα 3. Πίσω όψη κτιρίου (πλάτος 50m) ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΠΑΘΟΛΟΓΙΑ Ο σεισμός του 1995, με μέγιστη οριζόντια επιτάχυνση που καταγράφτηκε στην πόλη του Αιγίου να φτάνει την τιμή 0.54g (η μέγιστη που έχει καταγραφεί στην Ελλάδα) και μέγιστη ταχύτητα τα 50cm/s, προκάλεσε καταρρεύσεις και βλάβες στο κτιριακό συγκρότημα του εργοστασίου. Οι βλάβες που καταγράφηκαν στο εξεταζόμενο κτίριο περιλαμβάνουν κυρίως ρηγματώσεις στοιχείων της ανωδομής φέρων οργανισμός και στοιχεία πληρώσεως καθώς και καθιζήσεις σε όλη την έκτασή του. Μέτα το σεισμό του 1995 έγινε προσπάθεια αποκατάστασης του κτιρίου η οποία όμως δεν φαίνεται να απέδωσε τα αναμενόμενα. Οι όποιες επεμβάσεις επισκευαστικού χαρακτήρα περιορίστηκαν στα βλαβέντα κοντά υποστυλώματα του μεσαίου υπερυψωμένου τμήματος (ένδειξη 2, Σχήμα 3). Με αυτά τα δεδομένα, πριν οποιοδήποτε έλεγχο επάρκειας κρίθηκε απαραίτητος ένας πρωτοβάθμιος έλεγχος σε δύο κατευθύνσεις. α) ερμηνεία του προβλήματος των καθιζήσεων και αποτίμηση των συνεπειών από πιθανή συνέχιση του μηχανισμού των καθιζήσεων και β) έλεγχος της κατάστασης του φέροντα οργανισμού του κτιρίου, ώστε να διαπιστωθεί η δυνατότητα ή μη ενίσχυσής του. Διερεύνηση και ερμηνεία των καθιζήσεων Οι καθιζήσεις που μετρήθηκαν στο δάπεδο του κτιρίου και χρησιμοποιήθηκαν για τον υπολογισμό της υπάρχουσας εντατικής κατάστασης, απεικονίζονται στο σχέδιο θεμελίωσης του Σχήματος 4. Οι καθιζήσεις κυμαίνονται από 3 έως 8 cm με τις μεγαλύτερες τιμές να παρουσιάζονται στο κεντρικό τμήμα του δαπέδου προς βορρά (κατάντη του ίχνους του ρήγματος), δηλαδή στην περιοχή των γραφείων (γραμμοσκιασμένες περιοχές, Σχήμα 4). Η διερεύνηση των αιτίων των καθιζήσεων βασίζεται: α) στα αποτελέσματα σειράς 8 γεωτρήσεων σε επιλεγμένες θέσεις ένθεν και ένθεν του ίχνους του ρήγματος και β) στην καταγραφή και στον έλεγχο των μικρομετακινήσεων με τοπογραφική αποτύπωση. Τα εδαφικά υλικά που δομούν το υπέδαφος της περιοχής του κτιρίου είναι κυρίως αμμοιλύες, χάλικες και κροκάλες. Όμως κατά μήκος του ίχνους του ρήγματος και προς την βορινή πλευρά του, απαντήθηκαν ενδιάμεσοι ορίζοντες με λεπτόκοκκα (πιο συμπιεστά) εδαφικά υλικά που είναι μείγματα ιλύος αργίλου και άμμου. Τα υλικά αυτά μεταβλητού πάχους εκτείνονται σε όλο το μήκος του κτιρίου κατά μήκος του ίχνους του ρήγματος (σχηματική τομή στο Σχήμα 5). Το πάχος των λεπτόκοκκων υλικών είναι μεγαλύτερο στην ανατολική πλευρά του κτιρίου (περιοχή του κτιρίου των γραφείων) όπου και παρατηρήθηκαν οι μεγαλύτερες πρόσφατες καθιζήσεις. Σε απόσταση από το ίχνος του ρήγματος προς βορρά, το υλικό γίνεται περισσότερο αμμοχαλικώδες και είναι παρόμοιο με αυτό που απαντάται στα ανάντη του ρήγματος (νότια του ίχνους). Η πιθανότερη γεωλογική BUILDNET 2

ερμηνεία είναι ότι στο απώτερο παρελθόν στο κατερχόμενο τμήμα δημιουργήθηκε λεκάνη όπου λίμναζαν τα όμβρια και σταδιακά «γέμιζε» με λεπτότερα ιζήματα, μέχρις ότου υπερκαλύφθηκε από άλλα νεώτερα ιζήματα. Από άποψη αντοχής, οι συγκεκριμένοι σχηματισμοί εξασφαλίζουν ικανοποιητική φέρουσα ικανότητα, ενώ το δυναμικό μέτρο διάτμησης (απαραίτητο στον υπολογισμό των ισοδύναμων ελατηρίων στην θεώρηση ενδόσιμης θεμελίωσης), εκτιμάται με βάση την φύση του εδάφους και τις δοκιμές SPT ως: G=200 kpa και ν=0.3. Σχήμα 4. Μετρηθείσες καθιζήσεις στις θέσεις των θεμελίων γραμμοσκιασμένες οι περιοχές με τις μεγαλύτερες διαφορικές καθιζήσεις Σχήμα 5. Κατακόρυφη σχηματική τομή κατά τον εγκάρσιο άξονα του κτιρίου Η στάθμη του νερού στη θέση των γεωτρήσεων δείχνει ότι γενικά υπάρχει καταβιβασμός του φρεάτιου ορίζοντα που οφείλεται στην υδρογεώτρηση που λειτουργεί πλησίον του κτιρίου κοντά στην εγκατάσταση (χώρος γραφείων), από όπου αντλούνται σημαντικές ποσότητες νερού. Μεταξύ του προσθίου και του πίσω τμήματος του κτιρίου, η πτώση του υδροφόρου ορίζοντα είναι σχεδόν 10m. Οι καθιζήσεις λόγω άντλησης, οι οποίες εκτιμώνται της τάξης των 4 6 cm (στα λεπτόκοκκα ιζήματα), έμειναν απαρατήρητες λόγω της ευκαμψίας του κτιρίου και πιθανολογείται ότι είχαν πρακτικά ολοκληρωθεί πριν τον σεισμό του 1995. Όσον αφορά τις καθιζήσεις που εμφανίστηκαν μετά τον ισχυρό σεισμό του 1995, φαίνεται ότι το φαινόμενο της ρευστοποίησης και της δυναμικής συνίζησης ήταν το κύριο αίτιο τους, ενώ η όποια τεκτονική μετακίνηση του ρήγματος (αν έγινε) ήταν μικρή, διαπίστωση που ενισχύεται και από παρατηρήσεις στο πεδίο (π.χ. μετατοπίσεις τοίχων αντιστήριξης, κρασπέδων κ.τ.λ.). Σημειώνεται ότι η συγκέντρωση των διαφορικών καθιζήσεων στο κεντρικό τμήμα του εργοστασίου δεν δικαιολογείται από την κινηματική του εξεταζόμενου κανονικού ρήγματος. Συμπερασματικά εκτιμάται ότι οι καθιζήσεις που έχει υποστεί το κτίριο οφείλονται κυρίως στην άντληση του νερού από τις υδρογεωτρήσεις σε συνδυασμό με την ύπαρξη λεπτότερων κοκκωδών υλικών, λόγω μερικής ρευστοποίησης ή και δυναμικής συνίζησης κατά τον ισχυρό σεισμό του 1995 και λιγότερο σε πιθανές τεκτονικές μετακινήσεις του κανονικού ρήγματος. Επειδή τόσο οι καθιζήσεις λόγω άντλησης όσο και η μείωση του όγκου του εδάφους λόγω στερεοποίησης δυναμικής συνίζησης έχουν ήδη συντελεστεί, δεν αναμένονται σημαντικές νέες καθιζήσεις τουλάχιστον για σεισμούς παρόμοιους ή μικρότερους αυτού του 1995. Με την υπόθεση ότι το ρήγμα έχει πάψει να κινείται ή κινείται πολύ αργά, το κτίριο μπορεί να συμπεριφερθεί ικανοποιητικά για μεγάλο χρονικό διάστημα όσον αφορά τις καθιζήσεις, ενδεχομένως με ορισμένα προληπτικά μέτρα (έλεγχος των υδραντλήσεων, ενίσχυση υπεδάφους στην περιοχή των θεμελίων με τσιμεντενέσεις). Προβλήματα φέροντος οργανισμού Πλήρης εικόνα βλαβών στα φέροντα στοιχεία του κτιρίου δεν κατέστη δυνατή λόγω ύπαρξης επιχρισμάτων πρόσφατων χρωματισμών και λοιπών εγκαταστάσεων. Από τις αυτοψίες ωστόσο 3 BUILDNET ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΕΠΑΡΚΕΙΑΣ ΚΑΙ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ, ΜΕ ΘΕΩΡΗΣΗ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΕΔΑΦΟΥΣ-ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ

ΟΠΛΙΣΜEΝΟ AΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΑ ΣΚΥΡOΔΕΜΑ διαπιστώθηκαν προβλήματα, τα οποία εύλογα προκαλούν ανησυχία και αβεβαιότητα. Συγκεκριμένα: Βλάβες σε ορισμένα φέροντα στοιχεία στην περιοχή των αρμών και μερική αποδιοργάνωση των υποστυλωμάτων ανάντη. Αστοχία κόμβου στην Νότια πλευρά του διωρόφου τμήματος στην γειτονία με το χώρο παραγωγής. Τοπικές εκτινάξεις της επικάλυψης του σκυροδέματος (βλ. Σχήμα 6) και διαπίστωση κακής σκυροδέτησης κατά τόπους (μεγάλες κοιλότητες). Εμφάνιση μικρορηγματώσεων - αποφλοιώσεων στα εξωτερικά κατακόρυφα φέροντα στοιχεία (κατά μήκος η εγκάρσια στην διεύθυνση ανάπτυξης των ράβδων σιδηροοπλισμού του κτιρίου), που αποτελούν τυπικό αλλά και δυστυχώς τελικό σημάδι της διάβρωσής του σιδηροοπλισμού. Στις θέσεις αυτές ο σιδηροοπλισμός εμφανίζει βλάβη λόγω διάβρωσης της τάξης από 10% έως και 50% και αυτό αποτελεί σημαντικό πρόβλημα της κατασκευής αφού εισάγει περαιτέρω προβλήματα αντοχής του κτιρίου. Από τις πειραματικές δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν, αλλά και από πρόσφατη έρευνα φαίνεται ότι η διάβρωση επί του σιδηρού οπλισμού προκαλεί σημαντική μείωση των ιδιοτήτων αντοχής του (σε διαρροή θραύση- απώλεια συνάφειας) κύρια όμως δραματική πτώση των ιδιοτήτων ολκιμότητάς του (Apostolopoulos et al 2007). Η μέτρηση υψηλού πορώδους στο σκυρόδεμα, γεγονός που επιδρά σημαντικά στην αύξηση του ρυθμού φθοράς της κατασκευής. Μετρήθηκαν μεγάλα βάθη ενανθράκωσης, που σε όλες τις περιπτώσεις ξεπερνούν το πάχος επικάλυψης του σιδηροοπλισμού. Η περιεκτικότητα σε χλωριόντα βρέθηκε κάτω από το κρίσιμο όριο για την διάβρωση. Συνεπώς, η απώλεια της προστασίας του οπλισμού, με συνέπεια την παρατηρούμενη εκτεταμένη διάβρωσή του, οφείλεται σε ενανθράκωση. Λόγω της ταυτόχρονης παρουσίας τόσο οξυγόνου (μεγάλα πορώδη) όσο και νερού (προβλήματα αποστράγγισης, ανεπίχριστο σκυρόδεμα) επήλθε διάβρωση των σιδηρών οπλισμών, διεργασία η οποία βρίσκεται σε ταχεία εξέλιξη. Τα προβλήματα αυτά είναι περισσότερο εμφανή και έντονα στην κατώτερη στάθμη της κατασκευής, εκεί που παρατηρείται συγκέντρωση υγρασίας. Εκτιμάται αρκετά γρήγορη εξέλιξη των φθορών καθώς αφενός σχεδόν από παντού έχει απωλεσθεί η προστασία του οπλισμού των εξωτερικών στοιχείων και αφετέρου το υψηλό πορώδες και η παρουσία ρωγμών επιτρέπουν αρκετά ταχείς ρυθμούς διείσδυσης επιβλαβών παραγόντων. (Apostolopoulos et al 2007). Σε μία έντονα σεισμογόνο περιοχή όπως το Αίγιο, ο υψηλός βαθμός διάβρωσης του σιδηροοπλισμού συνιστά σοβαρότατο ζήτημα δομικής ακεραιότητας της κατασκευής. Κατά τόπους αστοχίες στην υγρομόνωση. Αραιά τοποθετημένοι συνδετήρες, (συμβατή σχεδιαστική αντίληψη στην δεκαετία του 1970, βλ. Σχήμα 6) Ασαφής μετασεισμική επέμβαση ενίσχυσης των κοντών υποστυλωμάτων στην ανώτερη στάθμη του μεσαίου υπερυψωμένου τμήματος. Σχήμα 6. Ακραίο υποστύλωμα χαρακτηριστικά διακρίνονται αραιή τοποθέτηση συνδετήρων (ανά 30cm), εκτίναξη της επικάλυψης και έντονη διάβρωση του σιδηροπλισμού ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΝΑΛΥΣΗΣ Προκειμένου να ελεγχθεί η σεισμική επάρκεια του κτιρίου πραγματοποιήθηκαν τρισδιάστατες φασματικές αναλύσεις με βάση τις δράσεις που προβλέπει ο ΕΑΚ 2000 και πραγματικές δυναμικές αναλύσεις με χρήση του επιταχυνσιογραφήματος του Αιγίου του 1995, σε συνδυασμό με τις μετρηθείσες καθιζήσεις. Οι παραπάνω αναλύσεις έγιναν σε κατάλληλο προσομοίωμα του φορέα μέσω γραμμικών πεπερασμένων στοιχείων, με χρήση του προγράμμα- ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΕΠΑΡΚΕΙΑΣ ΚΑΙ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ, ΜΕ ΘΕΩΡΗΣΗ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΕΔΑΦΟΥΣ-ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ BUILDNET 4

τος ΕΤΑΒS V. 9.07, το οποίο απεικονίζεται στο Σχήμα 7. σεων προέκυψαν αρκετές περιπτώσεις υπέρβασης τόσο της διατμητικής όσο και της καμπτικής αντοχής δομικών μελών του κτιρίου. Για τα υποστυλώματα κρίσιμος ήταν ο έλεγχος σε δυναμική σεισμική φόρτιση, ενώ για τις δοκούς κρίσιμοι έλεγχοι ήταν τόσο ο σεισμικός όσο και ο συνδυασμός μονίμων φορτίων με καθιζήσεις. Το ποσοστό των υποστυλωμάτων στα οποία παρατηρήθηκαν υπερβάσεις αντοχών φτάνει το 40%. Με βάση τα αποτελέσματα προκύπτει ότι το κτίριο δεν είναι σε θέση να αναλάβει σεισμική καταπόνηση ανάλογη με αυτή του σεισμού του 1995. Σε αυτό συνετέλεσε η καταπόνηση από τον σεισμό, οι καθιζήσεις και η υποβάθμιση των μηχανικών ιδιοτήτων των υλικών (σκυρόδεμα χάλυβας). Σχήμα 7. Τρισδιάστατο προσομοίωμα γραμμικών πεπερασμένων στοιχείων Προκειμένου να καλυφθούν ορισμένες αβεβαιότητες όπως η εκτίμηση της υποβάθμισης των μηχανικών ιδιοτήτων των υλικών (χάλυβας, σκυρόδεμα, ως - και πιθανώς δυσμενέστερη προσέγγιση - έγινε παραδοχή άκαμπτης έδρασης των θεμελίων στο έδαφος. Σε δεύτερη φάση πραγματοποιήθηκε ανάλυση με ενδόσιμη θεμελίωση (αλληλεπίδραση εδάφους-κατασκευής). Για τον σκοπό αυτό, χρησιμοποιήθηκε σύνδεση εδάφους-θεμελίου μέσω διακριτών ελατηρίων Οι τιμές των ισοδύναμων ελατηρίων υπολογίστηκαν από διαθέσιμες αναλυτικές λύσεις της βιβλιογραφίας (Gazetas, 1990; Mylonakis et. al., 2006) με βάση τη γεωμετρία των μεμονωμένων πέδιλων και των δυναμικών ιδιοτήτων του εδάφους θεμελίωσης. Η θεώρηση ενδόσιμης θεμελίωσης σε γενικές γραμμές ευρέθη ευνοϊκή για την κατασκευή χωρίς να επηρεάζει σημαντικά την συμπεριφορά του κτιρίου, καθώς οι κύριες ιδιομορφές παρέμειναν ίδιες, ενώ αυξήθηκαν ελαφρά οι ιδιοπερίοδοι. Από τα αποτελέσματα των αναλύ- ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΗ ΛΥΣΗ Με βάση τα προαναφερθέντα, εξετάστηκε η δυνατότητα ενίσχυσης του υφιστάμενου κτιρίου συνολικά η οποία σαν λύση είναι σαφώς οικονομικά περισσότερο συμφέρουσα από την αντικατάστασή του. Προτείνεται ενίσχυση του φέροντος οργανισμού μέσω εξωτερικών μανδύων στα υποστυλώματα και τους δοκούς των πλαισίων στο χώρο παραγωγής και στο χώρο των γραφείων (βλ. Σχήμα 8) και με ίδρυση διατμητικών τοιχωμάτων περιμετρικά, πάχους 0.30m από έγχυτο οπλισμένο σκυρόδεμα, στις θέσεις που σημειώνονται έντονα στην κάτοψη θεμελίωσης που απεικονίζεται στο Σχήμα 9, σύμφωνα με τις διατάξεις του ΚΑΝ.ΕΠΕ., Για τον έλεγχο της αποτελεσματικότητας των προτεινόμενων μέτρων ενίσχυσης, τροποποιήθηκε κατάλληλα, με βάση την πρόταση, το προηγούμενο τρισδιάστατο προσομοίωμα γραμμικών πεπερασμένων στοιχείων. 5 BUILDNET ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΕΠΑΡΚΕΙΑΣ ΚΑΙ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ, ΜΕ ΘΕΩΡΗΣΗ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΕΔΑΦΟΥΣ-ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ

ΟΠΛΙΣΜEΝΟ AΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΑ ΣΚΥΡOΔΕΜΑ Εργασίες Επισκευής 1. Καθαίρεση της γειτνιάζουσας, στα υποστυλώματα, τοιχοδομής και της αποχέτευσης των ομβρίων. 2. Καθαίρεση της επικάλυψης του υπάρχοντος σιδηροοπλισμού. 3. Καθαρισμός του υπάρχοντος σιδηροοπλισμού και της ελεύθερης επιφάνειας σκυροδέματος με αμμοβολή. 4. Καθαίρεση του διαγραμμισμένου τμήματος των υποστυλωμάτων (σχήμα 1). 5. Τοποθέτηση επισκευαστικής επίστρωσης του υπάρχοντος σιδηροοπλισμού. 6. Διάνοιξη οπών για την τοποθέτηση βλήτρων και στερέωσή τους με ρητίνη. 7. Τοποθέτηση νέου σιδηροοπλισμού και ηλεκτροσυγκόλησή του στα βλήτρα. 8. Εφαρμογή τεχνολογίας εκτοξευόμενου σκυροδέματος μέσου πάχους 5cm. Σχήμα 8. Κατασκευαστικές λεπτομέρειες εξωτερικού μανδύα περιμετρικών υποστυλωμάτων. Σχήμα 9. Πρόταση ενίσχυσης υφιστάμενου φορέα θέσεις ίδρυσης διατμητικών τοιχωμάτων (με έντονο χρώμα) Προκειμένου να διερευνηθεί η επίδραση των προτεινόμενων μέτρων ενίσχυσης του φορέα στην σεισμική συμπεριφορά του κτιρίου, πραγματοποιήθηκε δυναμική φασματική ανάλυση με τις απαιτήσεις του ΕΑΚ 2000, μετά από κατάλληλη τροποποίηση του προσομοιώματος γραμμικών πεπερασμένων στοιχείων των προηγούμενων αναλύσεων. Η ανάλυση έγινε με θεώρηση ενδόσιμης θεμελίωσης (αλληλεπίδραση εδάφουςκατασκευής). Στα σχήματα 10 έως 13 παρουσιάζονται οι τέσσερις πρώτες ιδιομορφές του υφισταμένου και του μετά την προτεινόμενη ενίσχυση κτιρίου. Η σχετική ένταση και η διεύθυνση της κίνησης στα διάφορα τμήματα του κτιρίου απεικονίζεται σε κάθε θέση με διαφορετικό σε μέγεθος βέλος. Σχήμα 10. 1η Ιδιομορφή πριν και μετά την ενίσχυση του κτιρίου ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΕΠΑΡΚΕΙΑΣ ΚΑΙ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ, ΜΕ ΘΕΩΡΗΣΗ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΕΔΑΦΟΥΣ-ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ BUILDNET 6

Σχήμα 11. 2η Ιδιομορφή πριν και μετά την ενίσχυση του κτιρίου Σχήμα 12. 3η Ιδιομορφή πριν και μετά την ενίσχυση του κτιρίου Σχήμα 13. 4η Ιδιομορφή πριν και μετά την ενίσχυση του κτιρίου Παρατηρείται ότι η ενίσχυση προκαλεί αλλαγή της κίνησης του κτιρίου, η οποία γίνεται πλέον κατά τον εγκάρσιο άξονα, δηλαδή εντός του επιπέδου των πλαισίων (ισχυρός άξονας). Επιπλέον η ενίσχυση των περιμετρικών υποστυλωμάτων και η προσθήκη των διατμητικών τοιχωμάτων περιορίζουν αισθητά τις στροφικές κινήσεις του κτιρίου, που έχει ως συνέπεια την μικρότερη καταπόνηση δοκών και υποστυλωμάτων. Η αλλαγή της συμπεριφοράς του κτιρίου έχει ως αποτέλεσμα την μείωση των φορτίων κατά τον διαμήκη άξονα και την αύξηση τους κατά τον εγκάρσιο. Τα εντατικά μεγέθη μειώνονται σημαντικά, ακόμα και στα υποστυλώματα για τα οποία δεν προβλέπεται ενίσχυση, όπου πλέον δεν παρατηρούνται υπερβάσεις αντοχής. Επομένως με τα προτεινόμενα μέτρα ενίσχυσης φαίνεται ότι η σεισμική συμπεριφορά του κτιρίου συνολικά βελτιώνεται. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Apostolopoulos et al Computer-aided approach of parameters influencing concrete service life and field validation Computers and Concrete, Vol. 4,No. 1, pp. 1-18, 2007. Apostolopoulos et al Consequences of steel corrosion on the ductility properties of reinforcement bar, Constructions and Building Materials, accepted 1-10-2007, (in print). Gazetas (1990). Foundation Vibrations, in Foundation Engineering Handbook (H.Y. Fang, editor) Van Nostrand Reinholds, New York, pp. 553-593 Mylonakis, G., Nikolaou, S., and Gazetas, G. Footings under Dynamics Loads: Analysis and Design Issues with Emphasis on Bridge Foundations, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol. 26, No. 9, pp 824-853, 2006 Ελληνικός Αντισεισμικός Κανονισμός (ΕΑΚ 2000), ΟΑΣΠ. Ελληνικός Κανονισμός Ωπλισμένου Σκυροδέματος (ΕΚΩΣ 2000), ΟΑΣΠ. Σχέδιο κειμένου ΚΑΝονισμού ΕΠΕμβάσεων, ΟΑΣΠ. 7 BUILDNET ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΕΠΑΡΚΕΙΑΣ ΚΑΙ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ, ΜΕ ΘΕΩΡΗΣΗ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΕΔΑΦΟΥΣ-ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ