Τεχνικό Επιμελητήριο Ελλάδος (ΤΕΕ) Εκπαιδευτικό υλικό ια τα Σεμινάρια Επιμόρφωσης των Ελλήνων Μηχανικών στους Ευρωκώδικες Νοέμβριος Δεκέμβριος 2009 Εφαρμοές του Ευρωκώδικα 7 (N 1997) σε θέματα σχεδιασμού Γεωτεχνικών Έρων Μέρος 1 Μ. Καββαδάς Αναπλ. Καθηητής ΕΜΠ Εφαρμοές του Ευρωκώδικα 7 (N 1997) σε θέματα σχεδιασμού Γεωτεχνικών Έρων ΣΚΟΠΟΣ Τί αλλάζει (και τί δεν αλλάζει) με την εισαωή του ΕΝ 1997 Γιατί απαιτήθηκαν οι αλλαές ποιές οι συνέπειές τους ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΤΗΣ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ Αρχές του ΕΝ 1997 Εφαρμοή του ΕΝ 1997 στην Ελλάδα Παραδείματα : Επιφανειακές θεμελιώσεις Βαθιές θεμελιώσεις Ακυρώσεις Αντιστηρίξεις βαθιών εκσκαφών Υδραυλική αστοχία Ευστάθεια πρανών (ολική ευστάθεια)
Δομικοί Ευρωκώδικες (Structural urocodes) N 1990 urocode 0 : Basis of structural design N 1991 urocode 1 : Actions on structures N 1992 urocode 2 : Design of concrete structures N 1993 urocode 3 : Design of steel structures N 1994 urocode 4 : Design of composite steel and concrete structures N 1995 urocode 5 : Design of timber structures N 1996 urocode 6 : Design of masonry structures N 1997 urocode 7 : Geotechnical design N 1998 urocode 8 : Design of structures for earthquae resistance N 1999 urocode 9 : Design of aluminium structures Μέρη του Ευρωκώδικα 7(C-7) N 1997 Ευρωκώδικας 7 : Γεωτεχνικός Σχεδιασμός Μέρος 1(ΕΝ 1997-1) : Γενικοί Κανόνες Μέρος 2 (ΕΝ 1997-2) : Γεωτεχνικές έρευνες και δοκιμές Στάδια θέσπισης των Ευρωκωδίκων : 1. Pre-standard d (NV) 2. Pre-uroNorm (prn) 3. uronorm (N) Εκδόσεις του Ευρωκώδικα 7(C-7) Μέρος 1(ΕΝ 1997-1) : Γενικοί Κανόνες 1994 : Προ-πρότυπο (Pre-standard) - NV 1997-1 2002 : Προ-κανονισμός - prn 1997-1 24/11/2004 : Ψήφιση από CN και δημοσίευση του επίσημου κειμένου Κανονισμός ΕΝ 1997-1 1 2005 2006 : Διετής Περίοδος Εθνικής Βαθμονόμησης Δοκιμαστική εφαρμοή ια Μετάφραση Βαθμονόμηση Εθνικών Συντελεστών και Συραφή Εθνικών Προσαρτημάτων 2007 2009 : Τριετής Περίοδος Συνύπαρξης Εναλλακτική εφαρμοή (επιλοή) με Εθνικούς Κανονισμούς (ΕΚ) 31/3/2010 : Υποχρεωτική εφαρμοή του C 7-1 & απόσυρση ΕΚ Μέρος 2 (ΕΝ 1997-2) : Γεωτεχνικές έρευνες και δοκιμές 1999 : Προ-πρότυπο ρ (Pre-standard) - NV 1997-2 Νοέμβριος 2004 : Προ-κανονισμός - prn 1997-2 12 Ιουνίου 2006 (ψήφιση από CN) : Κανονισμός N 1997-2
Περιεχόμενα του Ευρωκώδικα 7.1 ( N 1997-1 ) 1. Γενικά 2. Αρχές του εωτεχνικού σχεδιασμού 3. Γεωτεχνικά δεδομένα 4. Επίβλεψη κατασκευής παρακολούθηση και συντήρηση 5. Επιχώσεις αποστραίσεις και βελτιώσεις εδαφών 6. Επιφανειακές θεμελιώσεις 7. Θεμελιώσεις με πασσάλους 8. Ακυρώσεις 9. Έρα αντιστηρίξεως 10. Υδραυλική αστοχία 11. Γενική ευστάθεια 12. Επιχώματα και πρανή Παρατήρηση : Ο C-7.1 περιέχει μόνον Γενικές Αρχές (General ules) δηλαδή περιλαμβάνει τους τρόπους εφαρμοής (Design Approaches) της μεθόδου των επιμέρους συντελεστών ασφαλείας στην ανάλυση των οριακών καταστάσεων αστοχίας (ULS) των εωτεχνικών έρων. Παραρτήματα του ΕΝ 1997-1: Παρ. Α (τυποποιητικό) Επιμέρους συντελεστές και συντελεστές συσχέτισης ια οριακές καταστάσεις αστοχίας και συνιστώμενες τιμές Παρ. Β (πληροφοριακό) Βασικά στοιχεία ια τους επιμέρους συντελεστές στους Τρόπους σχεδιασμού 12 12και 3. Παρ. Γ (πληροφοριακό) Ενδεικτικές μέθοδοι προσδιορισμού των οριακών τιμών των ωθήσεων αιών σε κατακόρυφους τοίχους Παρ. Δ (πληροφοριακό) Ενδεικτική αναλυτική μέθοδος ια τον υπολοισμό της φρ φέρουσας ικανότητας. Παρ. Ε (πληροφοριακό) Ενδεικτική ημι-εμπειρική μέθοδος ια την εκτίμηση της φέρουσας αντίστασης.
Παραρτήματα του ΕΝ 1997-1: Παρ. ΣΤ (πληροφοριακό) Ενδεικτικές μέθοδοι ια την εκτίμηση των υποχωρήσεων Παρ. Ζ (πληροφοριακό) Ενδεικτικές μέθοδοι ια τον προσδιορισμό της θεωρούμενης φέρουσας αντίστασης ια επιφανειακές θεμελιώσεις σε βράχο Παρ. Η (πληροφοριακό) λ Οριακές τιμές δομικής παραμόρφωσης και μετακίνησης της θεμελίωσης Παρ. Θ (πληροφοριακό) Βοήθημα ια την επίβλεψη της κατασκευής και την παρακολούθηση της συμπεριφοράς ΤΙ ΔΕΝ ΑΛΛΑΞΕ ΜΕ ΤΟΝ C 7 : Οι μέθοδοι ανάλυσης (αφού αποτελούν αντικείμενο εθνικής επιλοής) π.χ. μέθοδος Bishop ια ανάλυση ευστάθειας πρανών μέθοδοι ανάλυσης της φρ φέρουσας ικανότητας θεμελίων μέθοδοι ανάλυσης βαθιών εκσκαφών μέθοδοι ανάλυσης υποείων έρων κλπ ΓΙΑΤΙ ΑΠΑΙΤΗΘΗΚΑΝ ΟΙ ΑΛΛΑΓΕΣ : 1. Ενιαίος τρόπος σχεδιασμού δομικών-εωτεχνικών έρων 2. Ενιαίος τρόπος σχεδιασμού των έρων στην Ευρωπαϊκή Ένωση 3. Επαελματική «κάλυψη» των Μηχανικών (σχεδιασμός κατά τον C 7) 4. Πιό ορθολοική αντιμετώπιση θεμάτων ασφαλείας π.χ. ιατί στα πέδιλα S=3 ενώ στα φράματα S=1.5 ; ιατί ενιαίος S ενώ οι αβεβαιότητες των (cφ) διαφέρουν ; ΠΟΙΕΣ ΟΙ ΣΥΝΕΠΕΙΕΣ ΤΩΝ ΑΛΛΑΓΩΝ : 1. Ανάκη επιμόρφωσης στις νέες έννοιες και τρόπους ανάλυσης 2. Αύξηση του αριθμού των απαιτούμενων ελέχων (ULS SLS) 3. Κάποια τροποποίηση των αποτελεσμάτων
Τί άλλαξε με την εισαωή του Ευρωκώδικα 7 ΜΕΘΟΔΟΙ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΠΡΙΝ ΤΗΝ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΤΟΥ C-7 1. Συνήθως ίνεται μόνον έλεχος έναντι αστοχίας με χρήση ενός συνολικού συντελεστή ασφαλείας (S) : π.χ. στα πέδιλα : P/A = σ < σ επ όπου σ επ = σ u / S Συνήθως δεν ίνεται έλεχος αποδεκτών παραμορφώσεων αλλά επιδιώκεται ο περιορισμός των παραμορφώσεων μέσω αυξημένου συντελεστή ασφαλείας : π.χ. S=3 σε πέδιλα (ενώ S=1.5 σε φράματα) S=2 στην παθητική ώθηση βαθιών εκσκαφών 2. Οι δράσεις (( ) και οι εδαφικές παράμετροι ρ ( ) υπεισέρχονται στους υπολοισμούς με κάποιες «συντηρητικές» εκτιμήσεις «της επιλοής του μελετητή» συνήθως χωρίς επαρκή τεκμηρίωση π.χ. ωνία τριβής (φ) και συνοχή του εδάφους (c) Θέματα : 1. Κριτήριο επιλοής των τιμών του συντελεστή ασφαλείας (S) από τους κανονισμούς 2. Κριτήριο επιλοής των τιμών των εδαφικών παραμέτρων Παράδειμα εφαρμοής της παλαιάς μεθόδου Επιφανειακή θεμελίωση σε αποσαθρωμένο Αθηναϊκό σχιστόλιθο P B=2.5m d=1.5m =20 N/m 3 c=10 Pa φ=25 ο N c N N q = f ( ϕ) N c =21 N q =11 N = 9.5 σ u = 10*21 + 0.5*20*2.5*9.5 05 0 595+20*1.5*11= 210 + 237.5 + 330 = 777.5 Pa σ επ = σ u / S σ επ = 777.5 / 3 = = 259 Pa = 2.6 g/cm 2 Παρατήρηση : Η τιμή αυτή συνήθως αποβλέπει και στον περιορισμό της υποχώρησης του πεδίλου σε αποδεκτά όρια (ποιά??)
Τί άλλαξε με την εισαωή του Ευρωκώδικα 7 1. Απαιτούνται πλέον δύο έλεχοι (χωριστά) : Σε οριακή κατάσταση αστοχίας (ULS) «Δράσεις» μικρότερες από τις «αντοχές» ( Ε d < d ) Σε οριακή κατάσταση λειτουρίας (SLS) Υπολοισμός των παραμορφώσεων υπό τα φορτία λειτουρίας Παραμορφώσεις μικρότερες από τις αποδεκτές τιμές ( δ < δ max ) Ε 2. Στους ελέχους υπεισέρχονται οι «χαρακτηριστικές τιμές» δράσεων ( ) και εδαφικών παραμέτρων ( ) που προσδιορίζονται με αντικειμενικότερο τρόπο Οι χαρακτηριστικές τιμές αποτελούν «συντηρητικές εκτιμήσεις» που συνήθως δεν διαφέρουν από τις «εύλοες» εκτιμήσεις που ινόταν μέχρι σήμερα 3. Ο έλεχος έναντι αστοχίας (ULS) ίνεται μέσω των "επιμέρους συντελεστών" δράσεων εδαφικών ιδιοτήτων και αντιστάσεων ( M ) αντί του συνολικού "συντελεστή ασφαλείας" (S ) Τί άλλαξε με την εισαωή του Ευρωκώδικα 7 4. Εισαωή νέων εννοιών : Δράσεις () : μόνιμες πρόσκαιρες τυχηματικές σεισμικές Εντάσεις () : αποτέλεσμα των δράσεων (π.χ. χ καμπτική ροπή τέμνουσα) Εδαφικές παράμετροι ρ () : π.χ. ωνία τριβής συνοχή Αντιστάσεις () : π.χ. φέρουσα ικανότητα πεδίλου / πασσάλου Χαρακτηριστικές τιμές μς: δράσεων ( ) και εδαφικών παραμέτρων ρ ( ) Χαρακτηριστικές τιμές : εντάσεων (Ε ) και αντιστάσεων ( ) : υπολοίζονται μέσω των χαρακτηριστικών τιμών των και Επιμέρους συντελεστές (δράσεων εντάσεων εδαφικών παραμέτρων M αντιστάσεων ) Τιμές σχεδιασμού (δράσεων d εντάσεων Ε d εδαφικών παραμέτρων d αντιστάσεων d ) όπου : d = και d = / M Ε d = d =( d d ) αλλά : ή : d = / d = ( d d )
Τί άλλαξε με την εισαωή του Ευρωκώδικα 7 Τί άλλαξε με την εισαωή του Ευρωκώδικα 7 5 Τρείς εναλλακτικοί Τρόποι Ανάλυσης (Design Approaches) της 5. Τρείς εναλλακτικοί Τρόποι Ανάλυσης (Design Approaches) της οριακής κατάστασης αστοχίας : DA-1 DA-2 DA-3 λόω των διαφορετικών ορισμών των και Ε λόω των διαφορετικών ορισμών των d και d Ε π.χ. Έλεχος έναντι ολίσθησης : d d DA-1 : (τύπος Ι ) M M Συνδ. 1 : = 1.35 ή 1.50 M = 1.00 Συνδ. 2 : = 1.00 M = 1.25 ή 1.40 DA-3 : M M = 1.35 ή 1.50 (δομ) = 1.0 (εωτ) M = 1.25 ή 1.40 (τύπος ΙΙ ) ( ) ( ) 1 DA-2 : = 1.10 ή 1.40 = 1.35 ή 1.50 (τύπος ΙΙ ) ( ) ( ) 1 Τί άλλαξε με την εισαωή του Ευρωκώδικα 7 Τί άλλαξε με την εισαωή του Ευρωκώδικα 7 Έλεχος μέσω των "επιμέρους συντελεστών" ( ) Έλεχος μέσω των επιμέρους συντελεστών ( Ε ) αντί του συνολικού "συντελεστή ασφαλείας" (S ) Έως τώρα : ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) S S =δράση Χ=εδαφ. ιδιότητα =αντοχή =εντατικό μέεθος (π.χ. τάση) ( ) M M ( Ι ) Κατά C-7: d d ( ) ( ) 1 ( ΙΙ ) δ λ δή ( ) ) ( ) ( δηλαδή : ( ) ) ( ) (
Δράσεις (Actions) Επιβαλλόμενα φορτία (Ρ) νωστού μεέθους Επιβαλλόμενες παραμορφώσεις νωστού μεέθους (π.χ. διαφορικές υποχωρήσεις οχωρήσες στηρίξεων σηρξεω θερμοκρασιακές ρασ α μεταβολές) Γεωτεχνικές δράσεις (G) : δράσεις από το έδαφος το μέεθός τους εξαρτάται από τις εδαφικές ιδιότητες (π.χ. ωθήσεις αιών σε τοίχους αρνητικές τριβές πασσάλων) G G G = G ( d ) = G ( ) ( Ι ) ή : G = G( ) d M ( ( ΙΙ ) Τύποι δράσεων : Μόνιμες (βάρος ώθηση αιών αρνητική τριβή πασσάλων) Πρόσκαιρες (π.χ. κινητά φορτία) Τυχηματικές (π.χ. πρόσκρουση) Σεισμικές (υπάονται στις τυχηματικές κατά τον ΕΑΚ) = P + G G Οριακές καταστάσεις Καταστάσεις πέραν των οποίων η κατασκευή δεν ικανοποιεί τις απαιτήσεις των προδιαραφών Απαιτείται έλεχος μή-υπέρβασης των καταστάσεων αυτών Κατά τον C-7.1 απαιτείται έλεχος δύο οριακών καταστάσεων : 1. Οριακές καταστάσεις λειτουρίας (SLS) 2. Οριακές καταστάσεις αστοχίας (ULS) 1. Οριακές καταστάσεις λειτουρίας (SLS) : δ < δ max Έλεχος υπέρβασης λειτουρικών απαιτήσεων παραμόρφωσης εισροής υδάτων αισθητικής (άνοιμα ρωμών κλπ) ) Η ανάλυση ίνεται με τα πραματικά φορτία και εδαφικές ιδιότητες (χαρακτηριστικές τιμές) οπότε υπολοίζονται οι αναμενόμενες (χαρακτηριστικές) παραμορφώσεις και συκρίνονται με τις μέιστες αποδεκτές Μπορεί να χρησιμοποιηθεί θίοποιαδήποτε μέθοδος υπολοισμού των παραμορφώσεων (π.χ. πεπερασμένα στοιχεία αναλυτικές λύσεις κλπ).
Οριακές καταστάσεις 2. Οριακές καταστάσεις αστοχίας (ULS) : d > d ST - Υπέρβαση της αντοχής δομικών στοιχείων (πχ τοίχοι αντιστηρίξεως) GO - Υπέρβαση της αντοχής του εδάφους (πρανή Φ.Ι. θεμελιώσεων) QU - Απώλεια στατικής ισορροπίας (π.χ. ανατροπή) UPL - Απώλεια ισορροπίας λόω άνωσης HYD Αστοχία του εδάφους λόω υδραυλικής κλίσης (π.χ. διάβρωση) HYD ST GO GO ST GO άνωση UPL Χαρακτηριστικές τιμές δράσεων και εδαφικών παραμέτρων Σκοπός : Πλέον αντικειμενικός προσδιορισμός σε σύκριση με την κλασσική μέθοδο επιλοής παραμέτρων (... εκτίμηση του μηχανικού ) Χαρακτηριστική τιμή μιας παραμέτρου : Συντηρητική εκτίμηση της τιμής της παραμέτρου που επηρεάζει τη συμπεριφορά του έρου Εάν χρησιμοποιείται στατιστική μέθοδος θα λαμβάνεται η τιμή με πιθανότητα υπέρβασης 5% επί το δυσμενέστερον Αλλως θα λαμβάνεται τιμή με αξιοπιστία της τάξεως του 95% = π DL ( α ) s c u Τα c u αιχμής-τριβής διαφέρουν λόω διαφοράς μεέθους του εδαφικού όκου που επηρεάζει την αντοχή αιχμής-τριβής: 2 π D b = ( 9 c u ) 4 c u (αιχμής) < c u (τριβής)
Χαρακτηριστικές τιμές δράσεων και εδαφικών παραμέτρων Παράδειμα: μετρηθείσες τιμές της αντοχής (q u ) σε ομοιοενές έδαφος 138 140 170 171 179 179 182 232 258 272 (σε Pa) 114 144 168 Μέση τιμή: 191 Pa Μέση τιμή: 191 Pa Τυπική απόκλιση: 47 Pa q u -αιχμής = 144 Pa u Τι θα διαλέατε ως χαρακτηριστική τιμή : 1. Για την αντοχή τριβής του πασσάλου 2. Για την αντοχή αιχμής του πασσάλου 3. Για «τοπική» εκτίμηση q u -τριβής = 167 Pa u = 0.50 s = 168 = 1.00 s = 144 = 1.64 s = 114 ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΕΚΤΙΜΗΣΗΣ ΤΗΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΗΣ ΤΙΜΗΣ 1. Για πολύ μικρό όκο εδάφους (5% fractile): = 645 1 1. s = i n = 1 2 s ( i ) i n 1 i = 191 1.645 47 = 114 Pa 2. Για αρκετά μεάλο όκο εδάφους (5% - Student ): n = fn s 5 0.95 f n 3 1.68 10 0.58 = 191 0.50 47 = 12 0.50 20 0.39 168 Pa 3. Για ενδιάμεσο όκο εδάφους: 114 Pa < < 168 Pa π.χ. q u -αιχμής = 144 Pa q u -τριβής = 168 Pa
ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΕΣ ΤΙΜΕΣ ΔΡΑΣΕΩΝ ΚΑΙ ΕΔΑΦΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ Παράδειμα επιλοής χαρακτηριστικής τιμής της αστράιστης διατμητικής αντοχής (στην περίπτωση που μεταβάλλεται με το βάθος) με βάση το 5% της κατανομής Student Κατά προσέιση εκτίμηση της χαρακτηριστικής τιμής ια μεάλους όκους εδάφους : = 0. 50 s Μέση τιμή μείον ½ τυπική απόκλιση Επιμέρους συντελεστές δράσεων ( ) εντάσεων ( Ε ) εδαφικών παραμέτρων ρ ( Μ )) και αντιστάσεων ( ) Χρησιμεύουν στον υπολοισμό των «τιμών σχεδιασμού d» από τις «χαρακτηριστικές τιμές» Μέθοδοι υπολοισμού : Δράσεις : d = Εδαφικές παράμετροι : d = / M DA-1 DA-3 DA-2 Εντάσεις : d = ( d d ) ή d = Αντιστάσεις : d = ( d d ) ή d = / Τιμές των επιμέρους συντελεστών : Για ανάλυση μόνιμων (persistent) και πρόσκαιρων (transient) φορτικών καταστάσεων οι τιμές των επιμέρους συντελεστών δίνονται στο Παράρτημα Α του C-7.1 Για ανάλυση τυχηματικών (accidental) φορτικών καταστάσεων : i =10(όλα) 1.0 Για ανάλυση σεισμικών (seismic) φορτικών καταστάσεων : (βλέπε κατωτέρω)
Επιμέρους συντελεστές ια συνήθεις οριακές καταστάσεις αστοχίας Επιμέρους συντελεστές δράσεων ( και Ε ) Επιμέρους συντελεστές αντιστάσεων ( ) ια πέδιλα Σεισμικές φορτίσεις (Συστάσεις του Ευρωκώδικα 8 Μέρος 5) Τιμές μςτων επιμέρους μρ συντελεστών Επιμέρους συντελεστές δράσεων και εντάσεων : = Ε = 1.0 Επιμέρους μρ συντελεστές εδαφικών παραμέτρων ρ ( Μ ) και αντιστάσεων ( ) : Σύσταση C-8.5 : Iσες με τις τιμές ια μόνιμες και πρόσκαιρες φορτίσεις (C-7.1) Αποτελούν αντικείμενο Εθνικής Επιλοής d d S Παρατήρηση : Επειδή οι τιμές των Μ και ια μόνιμες και πρόσκαιρες φορτίσεις είναι ίσες με : Μ = 1.25 ή 1.40 και = 1.0 ή 1.4 ο ισοδύναμος συντελεστής ασφαλείας των εωτεχνικών έρων υπό σεισμικές δράσεις είναι > 1. Παράδειμα : Ευστάθεια πρανών και ορυμάτων : S = 1.25 (drained) 1.40 (undr) Φέρουσα ικανότητα επιφανειακών θεμελιώσεων (DA-2) : S = 1.40 Φέρουσα ικανότητα πασσάλων (DA-2) : S = 1.10 x 1.30 = 1.43 Οι τιμές αυτές είναι ασύμβατες με τον Ελληνικό Αντισεισμικό Κανονισμό (ΕΑΚ) που απαιτεί S=1 υπό σεισμικές δράσεις. Συνεπώς προτείνεται η Εθνική Επιλοή να είναι : Επιμέρους συντελεστές δράσεων : = Ε = 1.0 Επιμέρους συντελεστές εδαφικών παραμέτρων και αντιστάσεων : Μ = = 1.0
ΠΕΔΙΟ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΤΟΥ C-7 : Γεωτεχνικές Κατηορίες Έρων Oι εωτεχνικές κατασκευές μπορούν να διακριθούν σε τρείς κατηορίες : Κατηορία 1 : Απλές κατασκευές (π.χ. κτίρια με 1-2 ορόφους) Μικρά έρα αντιστηρίξεως (π.χ. ύψους έως 3μ) Μικρά ορύματα (π.χ. ια τοποθέτηση σωληνώσεων) ) Για τις κατασκευές αυτές μπορούν να εφαρμοσθούν εμπειρικές μέθοδοι σχεδιασμού πρακτικώς χωρίς ρς έρευνες και υπολοισμούς. Κατηορία 2 : Τα περισσότερα συνήθη εωτεχνικά έρα Οι απαιτήσεις του C-7 αφορούν κυρίως αυτά τα έρα (ως προς τους συντελεστές ασφαλείας και τους τρόπους ανάλυσης). Κατηορία 3 : Πολύ μεάλες μ και ασυνήθεις κατασκευές Ερα με πολύ δυσμενείς εωτεχνικές συνθήκες Ερα με ασυνήθη επικινδυνότητα ή σπουδαιότητα Ερα με υψηλή σεισμική επικινδυνότητα Οι απαιτήσεις των έρων αυτών υπερβαίνουν τις απαιτήσεις του C-7. Επιλοή Τρόπου Ανάλυσης της οριακής κατάστασης αστοχίας στην ΕΕ Κατάσταση τον Ιανουάριο 2007 Design example Not decided yet Design Approach of C 7-1 all DAs DA 1 DA 2 DA 2* DA 3 Shallow foundation Piles etaining structures Slopes N P CZ M S LT ST LV CY IS H BG O IL IL IL IL B UK IT B UK IT B UK IT B UK IT SK S L G A S PL SLO G SK CH S G A S NL SLO PL DK G L SK CH S G A S SLO PL G L S CH NL DK Not applicable NL DK NLSKCHSGA PL DK SLO G L Sum : 13 1 3 1-13 2-12
Εφαρμοή του C-7.1 στην Ελλάδα (Εθνικό Προσάρτημα) 1. Επιλοή των μεθόδων υπολοισμού 2. Επιλοή των επιμέρους συντελεστών 3. Επιλοή του «Τρόπου Ανάλυσης» (Design Approach) μεταξύ των DA-1 2 3 1. Επιλοή των μεθόδων υπολοισμού : Οποιαδήποτε διεθνώς αποδεκτή μέθοδος (π.χ. ευστάθεια πρανών κατά Bishop) 2. Επιλοή των επιμέρους συντελεστών : Για τις μόνιμες και πρόσκαιρες καταστάσεις σχεδιασμού (δηλαδή ια συνήθεις Φορτικές Καταστάσεις) ίνονται δεκτοί οι επιμέρους συντελεστές που προτείνει ο ΕΝ 1997-1 (Παράρτημα Α). Για σεισμικές καταστάσεις σχεδιασμού : Επιμέρους συντελεστές δράσεων : = Ε = 1.0 Επιμέρους συντελεστές εδαφικών παραμέτρων και αντιστάσεων : Μ = = 1.0 Εφαρμοή του C-7.1 στην Ελλάδα (Εθνικό Προσάρτημα) 2. Επιλοή των επιμέρους συντελεστών : Τιμές του συντελεστή προσομοίωσης ( m ) : 1. Ανάλυση αξονικής φέρουσας ικανότητας πασσάλων μέσω των χαρακτηριστικών τιμών των μοναδιαίων αντιστάσεων (f su και q pu ) : m = 1.3 1 π su = D fsu Δz bu = Ab qbu m m Τούτο ισοδυναμεί με ενιαίο συντελεστή ασφαλείας : S = 2 (στατική) S = 1.3 (σεισμική) 1 2. Ανάλυση της ολικής ευστάθειας πρανών και εκσκαφών : Υπό δυσμενείς υδραυλικές συνθήκες : m = 11 1.1 Υπό πολύ δυσμενείς υδραυλικές συνθήκες : m = 1.0 c c d = tan φ d = tanφ M m M m 1 c u; d = c M u; m Τούτο ισοδυναμεί με ενιαίο συντελεστή ασφαλείας : S = 1.4 (στατική) S = 1.0 (σεισμική)
Εφαρμοή του C-7.1 στην Ελλάδα (Εθνικό Προσάρτημα) 3. Επιλοή του «Τρόπου Ανάλυσης» (Design Approach) μεταξύ των DA-1 2 3 3.1 Τρόπος Ανάλυσης 3 (DA-3) : M M = 1.35 ή 1.50 (δομ) = 1.0 ή 1.3 (εωτ) M = 1.25 ή 1.40 δηλαδή επιβολή των επιμέρους συντελεστών στις δράσεις και τις εδαφικές ιδιότητες (c φ) σε αναλύσεις «ολικής ευστάθειας» (Κεφ. 12) δηλαδή : Ολική ευστάθεια εωτεχνικών έρων χωρίς δομικά στοιχεία αντιστήριξης (επιχώματα φυσικά πρανή ορύματα με ελεύθερα πρανή φράματα) Ολική ευστάθεια εωτεχνικών έρων με δομικά στοιχεία αντιστήριξης (οπλισμένα επιχώματα ορύματα με ηλώσεις ακυρώσεις ή πασσάλους) Παρατήρηση : Οι σταθεροποιητικές δράσεις των δομικών στοιχείων αντιστήριξης θα θεωρούνται ως ευνοϊκές δράσεις (με επιμέρους συντελεστή =1) και όχι ως αντιστάσεις (π.χ. δυνάμεις ακύρωσης). Εφαρμοή του C-7.1 στην Ελλάδα (Εθνικό Προσάρτημα) 1 3.2 Τρόπος Ανάλυσης 2* (DA-2*) : ( ) ( ) = 1.10 ή 1.40 = 1.35 ή 1.50 δηλαδή επιβολή των επιμέρους μρ συντελεστών στις εντάσεις και τις αντιστάσεις. Εφαρμοή σε όλες τις περιπτώσεις ανάλυσης πλήν ολικής ευστάθειας δηλαδή : Έλεχος εωτεχνικών (GO) και δομικών (ST) οριακών καταστάσεων αστοχίας επιφανειακών θεμελιώσεων βαθιών θεμελιώσεων ακυρώσεων και έρων αντιστηρίξεως Έλεχος δομικών (ST) οριακών καταστάσεων αστοχίας πρανών ή εκσκαφών ενισχυμένων με δομικά στοιχεία (δηλαδή υπολοισμός της φέρουσας ικανότητας των πασσάλων ακυρώσεων κλπ) Έλεχος εωτεχνικών (GO) και δομικών (ST) οριακών καταστάσεων αστοχίας (πλήν ή ολικής ευστάθειας) με χρήση αριθμητικών μεθόδων (π.χ χ αναλύσεις με πεπερασμένα στοιχεία). Στην περίπτωση αυτή υπάεται η ανάλυση υποείων έρων και βαθιών εκσκαφών με πεπερασμένα στοιχεία (ή άλλα μοντέλα). Έλεχος έναντι υδραυλικής αστοχίας λόω άνωσης (UPL) ή υδραυλικής κλίσης (HYD).
Εφαρμοή του C-7.1 στην Ελλάδα (Εθνικό Προσάρτημα) Ανάλυση εωτεχνικών έρων υπό σεισμικές δράσεις : Κατά τον Ευρωκώδικα ΕΝ 1998-5 και τις εξής παρατηρήσεις : (1) Οι επιμέρους συντελεστές σεισμικών δράσεων και αποτελεσμάτων των σεισμικών δράσεων θα λαμβάνονται ίσοι με τη μονάδα ( = Ε = 1). (2) Θα εφαρμόζεται ο Τρόπος Ανάλυσης 2 και ειδικότερα η παραλλαή DA-2* σε όλες τις περιπτώσεις ανάλυσης δηλαδή ακόμη και σε προβλήματα ολικής ευστάθειας όπου η ανάλυση υπό μόνιμες και πρόσκαιρες δράσεις ίνεται με τον Τρόπο Ανάλυσης 3 (DA-3). (3) Θα χρησιμοποιείται τιμή του συντελεστή προσομοίωσης ( m ) ίση με αυτή που εφαρμόζεται στις αναλύσεις υπό μόνιμες και πρόσκαιρες δράσεις. Αφορά στην ανάλυση πασσάλων και στην ολική ευστάθεια. (4) Οι τιμές των επιμέρους συντελεστών των εδαφικών παραμέτρων ( Μ ) και αντιστάσεων ( ) καθορίζονται στο Εθνικό Προσάρτημα του Ευρωκώδικα 8 Μέρος 5 (ΕΝ 1998-5). Μέχρι τη θέσπισή του θα χρησιμοποιούνται μοναδιαίες τιμές των ( Μ ) και ( ) δηλαδή : Μ = = 1.
Απαιτήσεις Γεωτεχνικών Ερευνών στα Οικοδομικά Έρα Κατά τον Ελληνικό Αντισεισμικό Κανονισμό ΕΑΚ 2000 (ΦΕΚ 2184Β 20-12-99) και τις εξής τροποποιήσεις του : ΦΕΚ 781Β 18/6/2003 ΦΕΚ 1154Β 12/8/2003 Ελληνικός Αντισεισμικός Κανονισμός (ΦΕΚ 2184Β 20-12-1999) Παράρτημα Ζ Από την ανωτέρω αναφορά προέκυψε (κατ επέκταση) ότι : Απαιτείται ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ια την εκτίμηση της φέρουσας ικανότητας του εδάφους υπό σεισμική φόρτιση σε : Συνήθη κτίρια (σπουδαιότητας Σ2) με όκο > 4000 m 3 Όλα τα κτίρια υψηλής σπουδαιότητας (Σ3 και Σ4) Η απαίτηση αυτή τροποποιήθηκε από 1-1-2004 λόω τροποποίησης του ΕΑΚ
Τ (έτη) 300 475 725 1000 Ο συντελεστής σπουδαιότητας προσαυξάνει (πολλαπλασιαστικά) την σεισμική επιτάχυνση π.χ. ια κτίρια Σ4 και Ζώνη ΙΙ : Α = 1.30 α = 1.30 x 0.24g = 0.31g. Η μέση περίοδος επαναφοράς (Τ) σεισμικού εονότος συνδέεται με τον = 475 I συντελεστή σπουδαιότητας ( Ι ) με την προσειστική σχέση : ( ) 3 T ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΣΗ ΚΑΙ ΣΥΜΠΛΗΡΩΣΗ ΤΗΣ ΑΠΟΦΑΣΗΣ ΈΓΚΡΙΣΗΣ ΤΟΥ «ΕΛΛΗΝΙΚΟΥ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΟΥ ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΥ ΕΑΚ-2000» (Φ.Ε.Κ. Β 781/18-6-2003 Απόφαση 2 - Αριθ. Δ17α/67/1/ΦΝ275) 2η Τροποποίηση Στη παράραφο Ζ.6 6 του παραρτήματος Ζ αντικαθίσταται το [1] από το ακόλουθο: [1] Σε κτίρια σπουδαιότητας Σ1 επί εδάφους κατηορίας Α Β ή Γ καθώς και σε κτίρια σπουδαιότητας Σ2 ή και μονόροφα σπουδαιότητας Σ3 επί εδάφους κατηορίας Α ή Β επιτρέπεται η εκτίμηση της φέρουσας ικανότητας του εδάφους με βάση υπάρχουσα εμπειρία από παρακείμενες κατασκευές θεμελιωμένες μ σε όμοιους εδαφικούς σχηματισμούς. Οι κατασκευές αυτές πρέπει να μην έχουν εμφανίσει αξιόλοες υποχωρήσεις και να έχουν επιδείξει καλή συμπεριφορά σε προενέστερες σημαντικές σεισμικές δράσεις. Από την ανωτέρω αναφορά προκύπτει (κατ επέκταση) ότι : Απαιτείται ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ια την εκτίμηση της φέρουσας ικανότητας του εδάφους ια : Κτίρια σπουδαιότητας Σ1 επί εδάφους Δ ή Χ Κτίρια σπουδαιότητας Σ2 επί εδάφους Γ Δ ή Χ Κτίρια σπουδαιότητας Σ3 (εκτός μονορόφων) επί εδάφους Γ Δ ή Χ Κτίρια σπουδαιότητας Σ4
Κατηορίες εδάφους κατά τον ΕΑΚ 2000 Ταχύτητα διατμητικών κυμάτων V s (m/s) Κατ εκτίμηση : Κατηορία Α : V s > 800 m/sec Κατηορία Β : V s = 250 800 m/sec Κατηορία Γ : V s = 150 250 m/sec Κατηορία Δ Χ : V s < 150 m/sec A B Β-Γ Κατηορίες εδάφους κατά τον ΕΝ 1998-Μέρος 1 Γ Κατηορίες εδάφους κατά τον ΕΑΚ 2000 Γ Δ Κατηορίες εδάφους κατά τον ΕΝ 1998-Μέρος 1 Χ
ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΣΗ ΚΑΙ ΣΥΜΠΛΗΡΩΣΗ ΤΗΣ ΑΠΟΦΑΣΗΣ ΈΓΚΡΙΣΗΣ ΤΟΥ «ΕΛΛΗΝΙΚΟΥ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΟΥ ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΥ ΕΑΚ-2000» (Φ.Ε.Κ. Β 781/18-6-2003 Απόφαση 2 - Αριθ. Δ17α/67/1/ΦΝ275) 3η η Συμπλήρωση Στη παράραφο Σ.5.2.3.1. των σχολίων του κεφαλαίου 5 προστίθεται στο [2] το ακόλουθο: Η έκταση της απαιτούμενης εδαφοτεχνικής έρευνας-μελέτης εξαρτάται από την Κατηορία Εδάφους τη Σεισμικότητα και τη Σπουδαιότητα του δομήματος και θα πρέπει να τεκμηριώνει όλα τα απαιτούμενα από τις παρούσες διατάξεις του Αντισεισμικού Κανονισμού στοιχεία. Α. Στις περιπτώσεις που αναφέρονται στην παρ. Ζ.6. [1] ισχύουν οι ελάχιστες απαιτήσεις της Ζ.6. 6 3η Συμπλήρωση (συνέχεια) Β. Στις ακόλουθες περιπτώσεις δομημάτων με επιφάνεια κάτοψης θεμελίωσεως ανεξαρτήτως αρμών το πολύ 500m 2 και με αριθμό υπέρειων ορόφων το πολύ πέντε : - ια δομήματα Σπουδαιότητας Σ1 επί εδάφους κατηορίας Δ ή Χ - ια δομήματα Σπουδαιότητας Σ2 επί εδάφους κατηορίας Γ ή Δ σε περιοχές Σεισμικότητας Ι ή ΙΙ ή επί εδάφους κατηορίας Γ σε περιοχές Σεισμικότητας ΙΙΙ ή IV - ια δομήματα Σπουδαιότητας Σ3 Σ4 σε περιοχές Σεισμικότητας Ι ή ΙΙ επί εδάφους κατηορίας Α Β ή Γ και - ια δομήματα Σπουδαιότητας Σ3 Σ4 σε περιοχές Σεισμικότητας ΙΙΙ ή IV επί εδάφους κατηορίας Α απαιτούνται: Εδαφοτεχνική έρευνα-μελέτη με προτάσεις θεμελίωσης που θα βασίζονται σε μία τουλάχιστον δειματοληπτική εώτρηση με επί τόπου και εραστηριακές μετρήσεις και δοκιμές ή σε πενετρομετρήσεις. Δηλαδή ια συνήθη κτίρια (σπουδαιότητας Σ2) : Δεν απαιτείται εωτεχνική έρευνα επί εδάφους Α ή Β. Απαιτείται εωτεχνική έρευνα με μία τουλάχιστον εώτρηση ή πενετρομέτρηση ια κτίρια κατόψεως θεμελίωσης έως 500m 2 και το πολύ 5 ορόφους επί εδάφους Γ (σε όλες τις Ζώνες) ή επί εδάφους Δ (σε Ζώνες Ι ή ΙΙ).
3η Συμπλήρωση (συνέχεια) Γ. Σε όλες τις υπόλοιπες περιπτώσεις πέραν αυτών που καλύπτονται από τα ανωτέρω Α και Β απαιτούνται: Εδαφοτεχνική μελέτη-έρευνα με προτάσεις θεμελίωσης που θα βασίζονται σε ικανό αριθμό δειματοληπτικών εωτρήσεων με επί τόπου και εραστηριακές μετρήσεις και δοκιμές ή/και πενετρομετρήσεις ή/και εωφυσικές διασκοπίσεις. Οι ανωτέρω περιπτώσεις αφορούν μόνο την ικανοποίηση η των απαιτήσεων του Αντισεισμικού Κανονισμού ια την φέρουσα ικανότητα του εδάφους υπό σεισμικές δράσεις και δεν περιλαμβάνουν απαιτήσεις ια στατικά φορτία. Δηλαδή : Γεωτεχνική έρευνα με ικανό αριθμό (>1) εωτρήσεων πενετρομετρήσεων ή/και εωφυσικών διασκοπήσεων απαιτείται ια συνήθη κτίρια (Σ2) : Σε εδάφη κατηορίας Χ ανεξαρτήτως σεισμικής Ζώνης Με κάτοψη θεμελίωσης έως 500m 2 και το πολύ 5 ορόφους επί εδάφους Δ (σε Ζώνες ΙΙΙ ή ΙV) Με κάτοψη θεμελίωσης άνω των 500m 2 ή με περισσότερους από 5 ορόφους σε εδάφη Γ ή Δ ανεξαρτήτως σεισμικής Ζώνης ΠΡΟΣΟΧΗ : τα ανωτέρω αφορούν απαιτήσεις ια την αντισεισμική μελέτη. ΔΕΝ αναφέρονται απαιτήσεις εωτεχνικών ερευνών ια τη στατική μελέτη της θεμελίωσης των κτιρίων. Τροποποίηση διατάξεων του «Ελληνικού Αντισεισμικού Κανονισμού ΕΑΚ-2000» λόω αναθεώρησης του Χάρτη Σεισμικής Επικινδυνότητας (Φ.Ε.Κ. Β 1154/12-8-2003 Απόφαση Αριθ. Δ17α/115/9/ΦΝ275) Ζώνη Ι καταρήθηκε Ζώνη ΙΙ Ι Ζώνη ΙΙΙ ΙΙ Ζώνη ΙV ΙΙΙ Συμπεράσματα ια τις απαιτούμενες εωτεχνικές έρευνες σε συνήθη κτίρια Κατηορίας σπουδαιότητας Σ2 : Κατηορία Εδάφους Κτίρια επιφάνειας κατόψεως θεμελίωσης έως 500m 2 και έως 5 ορόφους Κτίρια επιφάνειας κατόψεως θεμελίωσης άνω των 500m 2 ή άνω των 5 ορόφων Ζώνη Ι Ζώνη ΙΙ IΙΙ Ζώνη Ι Ζώνη ΙΙ IΙΙ Α Β Δεν απαιτείται εωτεχνική έρευνα Γ Δ Χ Τουλάχιστον μία εώτρηση Ικανός αριθμός εωτρήσεων ή και πενετρομετρήσεων Ικανός αριθμός εωτρήσεων ή και πενετρομετρήσεων
Τροποποίηση διατάξεων του «Ελληνικού Αντισεισμικού Κανονισμού ΕΑΚ-2000» λόω αναθεώρησης του Χάρτη Σεισμικής Επικινδυνότητας (Φ.Ε.Κ. Β 1154/12-8-2003 Απόφαση Αριθ. Δ17α/115/9/ΦΝ275) Ζώνη Ι καταρήθηκε Ζώνη ΙΙ Ι Ζώνη ΙΙΙ ΙΙ Ζώνη ΙV ΙΙΙ Συμπεράσματα ια τις απαιτούμενες εωτεχνικές έρευνες σε κτίρια Κατηορίας Σπουδαιότητας Σ1 : Κατηορία Εδάφους Κτίρια επιφάνειας κατόψεως θεμελίωσης έως 500m 2 και έως 5 ορόφους Κτίρια επιφάνειας κατόψεως θεμελίωσης άνω των 500m 2 ή άνω των 5 ορόφων Α Β Γ Δεν απαιτείται εωτεχνική έρευνα Δ Χ Τουλάχιστον μία εώτρηση Ικανός αριθμός εωτρήσεων ή και πενετρομετρήσεων Τροποποίηση διατάξεων του «Ελληνικού Αντισεισμικού Κανονισμού ΕΑΚ-2000» λόω αναθεώρησης του Χάρτη Σεισμικής Επικινδυνότητας (Φ.Ε.Κ. Β 1154/12-8-2003 Απόφαση Αριθ. Δ17α/115/9/ΦΝ275) Ζώνη Ι καταρήθηκε Ζώνη ΙΙ Ι Ζώνη ΙΙΙ ΙΙ Ζώνη ΙV ΙΙΙ Συμπεράσματα ια τις απαιτούμενες εωτεχνικές έρευνες σε κτίρια Κατηορίας Σπουδαιότητας Σ3 Σ4 : Κατηορία Εδάφους Κτίρια επιφάνειας κατόψεως θεμελίωσης έως 500m 2 και έως 5 ορόφους Κτίρια επιφάνειας κατόψεως θεμελίωσης άνω των 500m 2 ή άνω των 5 ορόφων Ζώνη Ι Ζώνη ΙΙ IΙΙ Ζώνη Ι Ζώνη ΙΙ IΙΙ Α Β Γ Δ Χ Τουλάχιστον μία εώτρηση Ικανός αριθμός εωτρήσεων ή και πενετρομετρήσεων Ικανός αριθμός εωτρήσεων ή και πενετρομετρήσεων Ικανός αριθμός εωτρήσεων ή και πενετρομετρήσεων
A boo on N1997-1 containing about 30 solved problems http://www.thomastelford.com/