ΙΑΤΡΗΤΙΚΟΙ ΟΠΛΙΣΜΟΙ Peikko Greece A.E. Αγαµέµνονος 13 και Φανεροµένης 5, 155 61 Χολαργός, Αθήνα Τηλ. 210 65 64 644-5 Fax. 210 65 64 644 Email. info.gr@peikko.com www.peikko.gr
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. Γενικά... Σελ. 3 2. Περιγραφή προβλήµατος... Σελ. 4 3. Η λύση... Σελ. 4 4. Περιπτώσεις εφαρµογής... Σελ. 5 5. Τοποθέτηση διάταξη διατρητικών οπλισµών... Σελ. 5 6. Εφαρµογές... Σελ. 7 7. Πληροφορίες για µελετητές µηχανικούς... Σελ. 8 2
www.peikko.gr 1. ΓΕΝΙΚΑ Οι διατρητικοί οπλισµοί PSB αποτελούνται από µια ράβδο µε νευρώσεις ποιότητας BSt500s µε κεφαλές τραπεζοειδούς µορφής στα άκρα τους. Οι οπλισµοί είναι συγκολληµένοι ανά αποστάσεις σε λεπτή λεπίδα ποιότητας S235 και διατίθενται σε διαµέτρους 10, 12, 14, 16, 20 και 25 mm. Κάθε λεπίδα δύναται να περιέχει από 2 ως 6 οπλισµούς ανά αποστάσεις που αποφασίζει ο µελετητης µηχανικός. Προς αναγνώριση αυτών οι διατρητικοί οπλισµοί φέρουν επί της κεφαλής το γράµµα Τ, καθώς επίσης το αναγνωριστικό PSB µε τη διάµετρο αυτών, π.χ. PSB 10. εν θερµώ γαλβανισµένες λεπίδες ιάκριση ιάµετρος Φ Συνολικό ύψος h [mm] Αριθµός οπλισµών Μήκος λεπίδας [mm] PSB Φ / h n / Le Σχήµα 1. ιατρητικοί οπλισµοί PSB Οπλισµοί BSt500s Φ10-Φ12-Φ14 Φ16-Φ20-Φ25 Τα διατιθέµενα ύψη παρουσιάζονται στον παρακάτω πίνακα: Πίνακας 1. Ύψη διατρητικών οπλισµών PSB h Le Κεφαλές 3Φ PSB Φ10 PSB Φ12 PSB Φ14 PSB Φ15 PSB Φ20 PSB Φ25 h = 135 ως απεριόριστο ανά 10 mm h = 135 ως απεριόριστο ανά 10 mm h = 135 ως απεριόριστο ανά 10 mm h = 165 ως απεριόριστο ανά 10 mm h = 185 ως απεριόριστο ανά 10 mm h = 265 ως απεριόριστο ανά 10 mm Οι διατρητικοί οπλισµοί είναι πιστοποιηµένοι µε βάση τις Γερµανικές οδηγίες Ζ- 15.1-231. 3
2. ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ Η σηµειακή φόρτιση µιας πλάκας από οπλισµένο σκυρόδεµα µέσω συγκεντρωµένης δύναµης συνοδεύεται από µια µορφή διατµητικής αστοχίας γνωστής και ως διάτρηση. Πιο συγκεκριµένα κατά τη ψαθυρή αυτή αστοχία δηµιουργείται ένας κώνος, ο οποίος αποκολλάται από το υπόλοιπο σώµα Σχήµα 2. ιάτρηση πλάκας της πλάκας. Το φαινόµενο είναι εξαιρετικά επικίνδυνο, ιδιαίτερα όταν αυτό συνδυάζεται µε την κατακόρυφη συνιστώσα ενός σεισµού. 3. Η ΛΥΣΗ Στις µυκητοειδής πλάκες η συνηθέστερη αντιµετώπιση έγκειται στην ενίσχυση της πλάκας µέσω τοπικής αύξησης του πάχους (µαξιλάρι). Κάτι τέτοιο, όµως, συνοδεύεται από αύξηση κόστους, δυσκολία κατασκευής και µειωµένο αισθητικό αποτέλεσµα. Στην περίπτωση της γενικής κοιτόστρωσης η πιο συνηθισµένη λύση είναι η συνολική αύξηση του πάχους της πλάκας, κάτι ιδιαίτερα αντιοικονοµικό. Η αντοχή της πλάκας σε διάτρηση δύναται να αυξηθεί σηµαντικά µε χρήση των οπλισµών διπλής κεφαλής PSB. Οι οπλισµοί αυτοί λειτουργούν στο εσωτερικό της πλάκας ως ορθοστάτες ενός χωροδικτυώµατος «ράβοντας» την επιφάνεια διάτρησης και αυξάνοντας σηµαντικά τη φέρουσα ικανότητα. Έτσι, το πάχος της πλάκας µπορεί να παραµείνει σταθερό µε παράλληλη ανάληψη ισχυρών διατρητικών φορτίων. Σχήµα 3. Ράψιµο πλάκας - χωροδικτύωµα 4
www.peikko.gr 4. ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΜΥΚΗΤΟΕΙ ΗΣ ΠΛΑΚΕΣ Ως µυκητοειδής πλάκες ορίζονται οι πλάκες από οπλ. Σκυρόδεµα σταθερού πάχους χωρίς δοκούς, οι οποίες φορτίζονται σηµειακά από υποστυλώµατα. Τα πλεονεκτήµατα αυτών των πλακών συνοψίζονται στα παρακάτω: Επίπεδες οροφές Εύκολη διέλευση ηλεκτροµηχανολογικών εγκαταστάσεων Μεγάλο ελεύθερο ύψος ορόφων Έυκολο καλούπωµα / ξεκαλούπωµα ΓΕΝΙΚΗ ΚΟΙΤΟΣΤΡΩΣΗ Η γενική κοιτόστρωση αποτελεί µια µορφή θεµελίωσης, η οποία αρκετές φορές εφαρµόζεται σε περιπτώσεις προβληµατικού εδάφους. Ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά της είναι η σηµειακή της φόρτιση από τα υπερκείµενα υποστυλώµατα. Σχήµα 4. Μυκητοειδής πλάκες Σχήµα 5. Γενική κοιτόστρωση 5. ΤΟΠΟΘΕΤΗΣΗ - ΙΑΤΑΞΗ ΙΑΤΡΗΤΙΚΩΝ ΟΠΛΙΣΜΩΝ ΜΕΤΑ ΤΟ ΣΙ ΕΡΩΜΑ ΤΗΣ ΠΛΑΚΑΣ Οι οπλισµοί PSB συνιστάται να τοποθετούνται από την άνω µεριά της πλάκας και µετά το σιδέρωµα αυτής. Η µεταλλική λεπίδα η οποία συγκρατεί τους οπλισµούς σε σταθερή µεταξύ τους απόσταση δένεται στη συνέχεια µε τους διαµήκεις οπλισµούς και ακολουθεί, έτσι, η σκυροδέτηση. 5
Σχήµα 6. Τοποθέτηση οπλισµών PSB από πάνω ΠΡΙΝ ΤΟ ΣΙ ΕΡΩΜΑ ΤΗΣ ΠΛΑΚΑΣ Οι οπλισµοί PSB δύνανται να τοποθετηθούν απευθείας στο πέτσωµα της πλάκας και πριν το σιδέρωµα αυτής. Το απαιτούµενο πάχος επικάλυψης διατηρείται µέσω πλαστικών αποστατήρων. Σχήµα 7. Τοποθέτηση οπλισµών PSB από κάτω ΙΑΤΑΞΗ ΟΠΛΙΣΜΩΝ PSB Οι οπλισµοί PSB διατάσσονται περί του υποστυλώµατος µε το αρχικό µέρος της λεπίδας να είναι σε επαφή µε την παρειά της κολώνας. Επίσης, δεν επιτρέπεται να χρησιµοποιούνται διατρητικοί οπλισµοί διαφορετικής διαµέτρου στο ίδιο υποστύλωµα. Τονίζεται ότι η κάτω κεφαλή του οπλισµού PSB πρέπει να βρίσκεται στην ίδια στάθµη µε τον κατώτερο διαµήκη οπλίσµό. Αντίστοιχα ισχύουν και για την άνω κεφαλή του οπλισµού PSB, η οποία πρέπει να βρίσκεται σε ίδια στάθµη µε τον άνω διαµήκη οπλισµό της πλάκας, βλ. Σχ. 9. Σχήµα 8. Ακτινική διάταξη οπλισµών PSB 6
www.peikko.gr ΣΩΣΤΟ ΛΑΘΟΣ ΛΑΘΟΣ Σχήµα 9. Σωστή και λάθος τοποθέτηση διατρητικών οπλισµών 6. ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ 1 Οι οπλισµοί παραδίδονται στο εργοτάξιο... 3... µε αναγνωριστικά ποιότητας και µαρκάρισµα στις κεφαλές Εφαρµογή σε µυκητοειδής πλάκες...και σε γενικές κοιτοστρώσεις 7 2 4
7. ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ ΓΙΑ ΜΕΛΕΤΗΤΕΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ Σε περίπτωση σηµειακά φορτιζόµενης πλάκας µε διατρητικούς οπλισµούς PSB δύναται να εµφανισθούν δύο διαφορετικά είδη αστοχιών. Η πρώτη περίπτωση έχει να κάνει µε την αστοχία της κρίσιµης περιοχής. Κάτι τέτοιο θα συµβεί αν η όπλιση της περιοχής αυτής είναι υποδιαστασιολογηµένη και οι διατρητικοί οπλισµοί αστοχήσουν λόγω της έντασης του διατρητικού φορτίου. Αν η κρίσιµη περιοχή έχει οπλισθεί επαρκώς τότε η αστοχία είναι δυνατόν να εµφανισθεί εκτός της οπλισµένης επιφάνειας, δηλ. στο άοπλο σύνορο. Ο έλεγχος σε διάτρηση περιορίζεται συνεπώς στον υπολογισµό της αντοχής για τις δύο αυτές περιπτώσεις. Αστοχία σε κρίσιµη περιοχή V Ed Κρίσιµη περιοχή u crit Αστοχία σε εξωτερική περιοχή V Ed Εξωτερική περιοχή u a V Ed 1 2 Σχήµα 10. Πιθανές αστοχίες σε διάτρηση Για τον υπολογισµό επιφανειακών φορέων σε διάτρηση διατίθεται στην ιστοσελίδα www.peikko.gr στα downloads το πρόγραµµα Peikdur. To setup του προγράµµατος είναι ιδιαίτερα απλό και η διαστασιολόγηση γίνεται εύκολα και γρήγορα χωρίς πρώτα να χρειάζεται η ανάγνωση κάποιου πολύπλοκου εγχειριδίου. Αφού εγκαταστήσουµε το πρόγραµµα στον υπολογιστή µας πάταµε στο εικονίδιο για την εκκίνηση. 8
www.peikko.gr Εµφανίζεται, έτσι, η παρακάτω εικόνα: Η εφαρµογή µας έχει να κάνει µε τη θεµελίωση υποστυλώµατος 40x60 σε κοιτόστρωση συνολικού πάχους 70 cm. Η κολώνα φέρει φορτίο 3500 kn και θα ελέγξουµε τη φέρουσα ικανότητα της υποκείµενης πλάκας σε διάτρηση. Αρχικά από το File / Project label εισάγουµε τα στοιχεία του έργου, της εταιρείας, τον αριθµό του υποστυλώµατος και οποιαδήποτε πληροφορία θεωρούµε σηµαντική. 9
Στην περιοχή µε τη Γερµανική σηµαία δεν αλλάζουµε τίποτα, µιας και εργαζόµαστε πάντα µε τις Γερµανικές Οδηγίες. Στη συνέχεια στο support type επιλέγουµε το είδος του υποστυλώµατος π.χ. ορθογωνικό, κυκλικό, σε άκρη κ.α. Στο type of element εισάγουµε τον τύπο του οπλισµού και το αν αυτός θα τεθεί από πάνω ή από κάτω. 10
www.peikko.gr Στο column position προσδιορίζουµε τις διαστάσεις της κολώνας. Στο πεδίο Slab εισάγουµε τα γεωµετρικά χαρακτηριστικά της θεµελίωσης, τα υλικά και το γεωµετρικό ποσοστό οπλισµού της κατώτατης στρώσης. Επιλέγουµε αν πρόκειται για µυκητοειδή πλάκα ή γενική κοιτόστρωση Ποιότητα σκυροδέµατος Ποιότητα χάλυβα οπλισµών Ύψος radier Στατικό ύψος Άνω επικάλυψη Κάτω επικάλυψη Γεωµετρικό ποσοστό διαµήκων οπλισµών ιατρητικό φορτίο Επαύξηση φορτίου (πάντα =0) υναµικό µέρος φορτίου Τάση εδάφους Στο πεδίο Loads εισάγουµε το διατρητικό φορτίο (µέγιστη αξονική σχεδιασµού) και τις τάσεις του εδάφους που έχουν υπολογισθεί από το στατικό µας πρόγραµµα. Το Dynamic part είναι η αξονική δύναµη σχεδιασµού από σεισµό χωρίς µόνιµα και κινητά. Στην εφαρµογή µας η αξονική προέρχεται από τον συνδυασµό 1.35G + 1.50Q και συνεπώς το δυναµικό µέρος είναι 0. ΠΡΟΣΟΧΗ: Στο Load increase τίθεται ο επαυξητικός συντελεστής β ποσοστιαία βάσει ΕΚΩΣ ή ΕΥΡΩΚΩ ΙΚΑ 2. Για τον αυτόµατο υπολογισµό του γεωµετρικού ποσοστού κλικάρουµε στο και προκύπτει το παρακάτω παράθυρο. Εκεί εισάγουµε τους διαµήκεις οπλισµούς σε mm 2 /m και πατάµε ΟΚ. 11
Στη συνέχεια ακολουθεί η διαστασιολόγηση. Αν κατά τη διαστασιολογηγηση εµφανισθεί το µήνυµα: Τότε πηγαίνουµε στο Settings > Calculation Settings και επιλέγουµε Use complete elements. Αν διαστασιολογούσαµε πλάκα οροφής µε οπές τότε µε το Notice holes θα έπρεπε να ορίσουµε τις θέσεις των οπών. 12
www.peikko.gr Στο Geometry παρουσιάζονται τα γεωµετρικά χαρακτηριστικά της κρίσιµης περιµέτρου ukrit (812.6 cm), η δρώσα διατµητική ροή ved (367.01 kn/m), η αντοχή σε διάτρηση άνευ διατρητικών οπλισµών vrd,ct (348.91 kn/m) και η αντοχή µε οπλισµούς VRd,max (662.94 kn/m). erf ls (40.2 cm) είναι η απαιτούµενη απόσταση από την εξωτερική παρειά της κολώνας του τελευταίου οπλισµού ενώ ls (65.0 cm) είναι η υπάρχουσα απόσταση. Max. ls (357.5 cm) είναι η µέγιστη επιτρεπόµενη απόσταση. ua είναι η εξωτερική περίµετρος, ενώ τα υπόλοιπα (Ka, ired, delta ua) αποτελούν παραµέτρους εξισώσεων. Στο Dimensioning παρουσιάζονται µε λεπτοµέρεια τα αποτελέσµατα της ανάλυσης για διαφορετικές περιπτώσεις διαµέτρων διατρητικών οπλισµών, καθώς επίσης και οι αντοχές και οι δρώσες διατµητικές ροές για την κρίσιµη και την εξωτερική περιοχή. 13
Παρατηρούµε, ότι επιλέγονται 16 διατρητικοί οπλισµοί PSB διαµέτρου Φ20 συνολικού ύψους 645 mm, µήκους λάµας 894 mm µε δύο στελέχη. Για την εξαγωγή της όπλισης σε αρχείο Autocad πατούµε στο File > Save Dxf-file. Στα Assembly section και Assembly plane παρουσιάζονται σχηµατικά η διάταξη των οπλισµών. Ασφαλής αντιµετώπιση ισχυρών διατρητικών φορτίων Εύκολη και γρήγορη τοποθέτηση Αποφυγή τοπικών ενισχύσεων - διαπλατύνσεων Γρήγορη παράδοση Αξιόπιστος υπολογισµός µέσω απλού λογισµικού 14