ΟΜΑΔΑ ΣΤΑΤΙΚΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ: ΠΕΤΡΟΣ ΜΟΣΧΟΛΙΟΣ Διπλ. Πολ. Μηχ., MSc ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΒΛΑΧΑΚΗΣ Διπλ. Πολ. Μηχ., MSc ΕΛΕΝΗ ΧΟΥΤΟΠΟΥΛΟΥ Διπλ. Πολ. Μηχ., MSc ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ ΜΠΑΡΔΑΚΗΣ Δρ. Πολ. Μηχ. ΚτΕ: www.eblecton.gr ΕΡΓΟ: Θέμα: ΘΕΣΗ: Στατική & Σεισμική Αποτίμηση Λιμενικού Υποστέγου παρά τω κρηπίδωμα Ν.10, εντός του Β. Λιμένα Πατρών λόγω αλλαγής επικάλυψης Στατική Μελέτη Β. Λιμένας Πατρών Τεχνική Έκθεση Αποτίμησης - ΜΕΛΕΤΗΣ ΣΤΑΤΙΚΗΣ ΕΠΑΡΚΕΙΑΣ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2017 ΑΡΙΘΜΟΣ TΕΥΧΟΥΣ: TA-1
Αγίας Λαύρας 8, Ακταίο Ρίου, Πάτρα 265 04 f. +302610990660, e. info@eblecton.gr τ. +302610992318, s. εντός του βόρειου (παλαιού) Λιμένα Πατρών Τεχνική Έκθεση Αποτίμησης
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 2 2. ΕΚΘΕΣΗ ΣΥΛΛΟΓΗΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ & ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ 3 3. ΕΚΘΕΣΗ ΑΠΟΤΥΠΩΣΗΣ - ΤΕΚΜΗΡΙΩΣΗΣ 5 4. ΓΕΝΙΚΑ ΣΧΕΔΙΑ ΑΠΟΤΥΠΩΣΗΣ 6 5. ΕΚΘΕΣΗ ΑΠΟΤΙΜΗΣΗΣ ΦΕΡΟΥΣΑΣ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑΣ 6 6. ΕΚΘΕΣΗ ΛΗΨΗΣ ΑΠΟΦΑΣΕΩΝ - ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΠΕΜΒΑΣΕΩΝ 18 7. ΤΕΥΧΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ, ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ ΚΑΙ ΕΛΕΓΧΩΝ 20 Pg. 1
1. Εισαγωγή Το παρόν Τεύχος αφορά την Στατική & Σεισμική Αποτίμηση Λιμενικού Υποστέγου παρά το κρηπίδωμα Νο 10 εντός του βόρειου (παλαιού) Λιμένα Πατρών λόγω μετατροπής - αύξησης κατακόρυφων φορτίων, αύξησης μαζών και επομένως σεισμικών φορτίων. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το εν λόγω Τεύχος παρακαλούμε επικοινωνήστε: Πέτρος Μοσχολιός, Υπεύθυνος Ομάδας Μελέτης κ +306972277598, e. moscholios@eblecton.gr Δρ Βασίλειος Γ. Μπαρδάκης, Συντονιστής Ομάδας Μελέτης κ +306936460829, e. vbardakis@eblecton.gr ΕΜΠΛΕΚΤΟΝ Σύμβουλοι Μηχανικοί Ε.Π.Ε. κ. Αγίας Λαύρας 8, Ακταίο Ρίου, Πάτρα 265 04 υ: Καζαντζή 14 & Τσικνιά, 30 100 Αγρίνιο τ +302610992318, +302641021233, f +302610990660 κ +306936460829, e. info@eblecton.gr, s. Με την από 04.07.2017 σύμβαση η Ανώνυμη Εταιρεία (Α.Ε.) με την επωνυμία Ο.Λ.ΠΑ. (Οργανισμός Λιμένος Πατρών) ανέθεσε στην εταιρεία ΕΜΠΛΕΚΤΟΝ Σύμβουλοι Μηχανικοί Ε.Π.Ε. την εκπόνηση Στατικής Μελέτης με θέμα Στατική - Σεισμική Αποτίμηση Λιμενικού Υποστέγου παρά το κρηπίδωμα Νο 10 εντός του βόρειου (παλαιού) Λιμένα Πατρών λόγω αλλαγής επικάλυψης στέγης. Pg. 2
2. Έκθεση συλλογής στοιχείων & πληροφοριών Ιστορικό Στο χερσαίο χώρο του Βορείου Λιμένα Πατρών υπάρχει υπόστεγο, παρά το κρηπίδωμα Νο 10, το οποίο εξυπηρετεί τις δραστηριότητες του λιμένα και κυρίως τις μεταφορές εμπορευμάτων (προσωρινή αποθήκευση). Ο Φ.Ο. (Φέροντας Οργανισμός) του υποστέγου καλύπτει επιφάνεια περίπου 3078 m 2 (99.3m x 31m) συμπεριλαμβανομένων 2 εγκάρσιων αρμών συστολο-διαστολής που το διακρίνουν σε 3 δομικά υποσυστήματα. Ο Φ.Ο. αποτελείται από τοξοειδείς δοκούς σκυροδέματος με εξωτερική προένταση, οι οποίες συνδέονται εγκάρσια με διαδοκίδες και τεγίδες, και εδράζονται στους στύλους (μή-μονολιθικά) μέσω ελαστικών εφεδράνων. Οι τοξοειδείς δοκοί αποτελούνται από 2 προκατασκευασμένα τμήματα τα οποία ενώθηκαν επί τόπου (στο εργοτάξιο) μέσω έγχυτης «κλείδας» σκυροδέματος. Γενικά, δεν περιλαμβάνει πλαγιοκαλύψεις (ή τοιχοπληρώσεις) με εξαίρεση ένα μικρό τμήμα του (23m κατά τη διαμήκη έννοια) που χρησιμοποιείται ως αποθήκη. Η επικάλυψη στέγης από φύλλα αμιαντοτσιμέντου προβλέπεται να αντικατασταθεί για λόγους προστασίας του περιβάλλοντος και της δημόσιας υγείας. Άλλωστε, το κτίριο παρουσιάζει προβλήματα υγρασίας λόγω φθορών και βλαβών της επικάλυψης αυτής. Πρόκειται για κατασκευή της δεκαετίας του 1970 (απόφαση δημοπράτησης Γ24953/14-71970, Γ.Δ. ΔΗΜΟΣΙΩΝ ΕΡΓΩΝ ΥΣΕ/ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΛΙΜΕΝΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ, απόφαση έγκρισης παραλαβής 1037/8.3.1974 ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΔΗΜΟΣΙΩΝ ΕΡΓΩΝ/ΕΠΙΘΕΩΡΗΣΗ ΔΗΜ ΕΡΓΩΝ ΠΕΛΟΠ.& ΔΥΤ. ΣΤΕΡ. ΕΛΛΑΔΟΣ). Ως προς τα διαθέσιμα στοιχεία μελετών : το υπόστεγο είναι κατασκευασμένο με μελέτη που διατίθεται. Τα διαθέσιμα στοιχεία της Μελέτης του Δρος ΠΜ (Πολιτικού Μηχανικού) Αριστ. Οικονόμου (με σημείωση ) είναι τα εξής : Τεύχος Στατικών Υπολογισμών με ημερομηνίες 10-11 / 1970, και ενσωματωμένες απαντήσεις εις τα ερωτήματα ελέγχου, το οποίο φέρει από 19/05/1971 σφραγίδα με τον όρο «ΕΞΗΛΕΓΧΘΗ» από το τμήμα Ε5/1 της Δ/νσης Στατικών και Κατασκευαστικών Μελετών της Υπηρεσίας Οικισμού του Υπουργείου Δημοσίων Έργων, καθώς και σφραγίδα με τον όρο «ΕΘΕΩΡΗΘΗ» της ίδιας Δ/νσης. Από 10/02/1971 τεύχος ελέγχου Επάρκειας εις λυγισμόν. Υπ αριθμ. 617/01 σχέδιο με αντικείμενο : ΗΜΙΚΑΤΟΨΗΣ ΘΕΜΕΛΙΩΝ, ΗΜΙΚΑΤΟΨΗΣ ΟΡΟΦΗΣ Υπ αριθμ. 617/02 σχέδιο με αντικείμενο : ΛΕΠΤΟΜΕΡΕΙΑΙ ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΓΜΑΤΑ ΟΠΛΙΣΜΟΥ Υπ αριθμ. 617/03 σχέδιο με αντικείμενο : ΛΕΠΤΟΜΕΡΕΙΑΙ ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΓΜΑΤΑ ΟΠΛΙΣΜΟΥ ΠΡΟΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΜΕΝΗΣ ΔΟΚΟΥ Pg. 3
Υπ αριθμ. 617/04 σχέδιο με αντικείμενο : ΦΑΣΕΙΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ : ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΠΕΡΙΜΕΤΡΙΚΗΣ ΔΟΚΟΥ ΚΑΙ ΔΙΑΔΟΚΙΔΩΝ Τα παραπάνω σχέδια φέρουν σφραγίδες της ΔΤΥ Αχαΐας με τον όρο ΕΘΕΩΡΗΘΗ καθώς και σφραγίδες Πολιτικών Μηχανικών του ΛΤΠ (Λιμενικού Ταμείου Πατρών). Ως προς την οικοδομική άδεια : για το υπόστεγο δεν διατίθεται οικοδομική άδεια. Διατίθεται ο από 12/2016 φάκελος μελέτης του Διπλ. ΠΜ Γεωργίου Βασ. Καψή για τη ΡΥΘΜΙΣΗ ΛΙΜΕΝΙΚΟΥ ΥΠΟΣΤΕΓΟΥ Νο 10 ΕΝΤΟΣ ΤΟΥ ΒΟΡΕΙΟΥ ΛΙΜΕΝΑ ΠΑΤΡΩΝ ΣΥΜΦΩΝΑ ΜΕ ΤΟ Ν.4178 ο οποίος περιλαμβάνει : Τοπογραφικό Διάγραμμα Κάτοψη Όλες τις όψεις (Βόρεια, Νότια, Δυτική, Ανατολική) Τομή α-α Βεβαίωση Καθώς και η υπ αριθμ. 158 / 20.01.2017 Έγκριση Εργασιών Μικρής Κλίμακας. Ως προς τις βλάβες (ή φθορές) : Παρατηρείται σημαντική διάβρωση στους στύλους της βορειοδυτικής όψης και ηπιότερη διάβρωση στα υπόλοιπα φέροντα στοιχεία. Παρατηρούνται φθορές στους σωλήνες περιβολής των τενόντων. Σημαντική βλάβη είχε δημιουργηθεί σε πρόβολο του νοτιότερου τόξου από σύγκρουση οχήματος που κινήθηκε στην δυτική οδό. Σχετική βλάβη παρατηρείται και στη περιμετρική δοκό. Τα βασικά άοπλα ελαστομερή εφέδρανα παρουσιάζουν γωνιακή παραμόρφωση - σε κάποιες περιπτώσεις ασύμμετρη μεταξύ ακμών που ανήκουν στην ίδια ελέυθερη (διαμήκη) όψη. Κάθετα στη διεύθυνση των τόξων δεν φαίνονται τα δευτερεύοντα άοπλα ελαστομερή εφέδρανα που προδιαγράφονται στη μελέτη. Αρκετές βλάβες εμφανίζονται και στην επικάλυψη της στέγης, στα φύλλα αμιαντοτσιμέντου, ενώ διαπιστώνονται και άλλα προβλήματα στην αποστράγγισή της (υδρορροές). Ως προς τυχόν προηγούμενες επεμβάσεις, προσθήκες κ.λ.π. : Στο παρελθόν είχε τοποθετηθεί επίχρισμα στους διαβρωμένους στύλους και είχε ενισχυθεί το βλαμμένο δοκάρι που προαναφέρθηκε. Δεν βρέθηκε η μελέτη επισκευής/ενίσχυσης. Pg. 4
Η προσθήκη πλαγιοκαλύψεων (και γενικά η διαμόρφωση κλειστών χώρων) πιθανολογείται ότι αποτελεί μεταγενέστερη επέμβαση. 3. Έκθεση Αποτύπωσης - Τεκμηρίωσης Συντάχθηκε και εκτελέστηκε πλήρες πρόγραμμα Διερεύνησης και Τεκμηρίωσης Φέροντος Οργανισμού με στόχο : Ικανοποιητική Σ.Α.Δ. για τα μηχανικά χαρακτηριστικά των υλικών δόμησης Υψηλή Σ.Α.Δ. για τα γεωμετρικά δεδομένα και τα μόνιμα φορτία Για το έδαφος θεμελίωσης διατίθεται εδαφοτεχνική μελέτη βάσει της οποίας έγινε η κατασκευή του υφιστάμενου κτιρίου, και δεν υπάρχουν ενδείξεις αστοχίας θεμελίωσης. Συγκεκριμένα, εκτελέστηκαν : επιβεβαίωση γεωμετρίας ανωδομής με ηλεκτρονικό αποστασιόμετρο και βελτίωση της αποτύπωσης των τοξοειδών δοκών διερευνητική τομή εδάφους (εκσκαφή) και επιβεβαίωση γεωμετρίας θεμελίωσης 5 πυρηνοληψίες σκυροδέματος, αντίστοιχες δοκιμές θλίψης και μετρήσεις του βάθους ενανθράκωσης 3 για το σκυρόδεμα (που είχε προδιαγραφεί ως) Β160 2 για το σκυρόδεμα προκατασκευής (που είχε προδιαγραφεί ως Β300) 24 σαρώσεις με ανιχνευτή HILTI FERROSSCAN PS200 (έμμεσος προσδιορισμός οπλισμού) 13 σε στύλους > 30% x 42 9 σε δοκούς > 15% x 57 2 σε πεδιλοδοκό 24 κρουσιμετρήσεις (έμμεσος προσδιορισμός θλιπτικής αντοχής) 13 σε στύλους > 30% x 42 11 σε δοκούς > 15% x 57 13 αποκαλύψεις (άμεση μέθοδος) 4 σε στύλους 10% x 42 με παχυμέτρηση και εκτίμηση διάβρωσης 5 σε εφέδρανα με μέτρηση και εκτίμηση παραμορφώσεων 2 σε τένοντες με παχυμέτρηση και εκτίμηση διάβρωσης 1 σε πεδιλοδοκό με παχυμέτρηση και εκτίμηση διάβρωσης 1 στη σύνδεση τεγίδας - τοξοειδούς δοκού Τα αναλυτικά αποτελέσματα, καθώς και η γεωμετρία, συνοψίζονται στο σχέδια Τεκμηρίωσης (Σ1-Σ2). Αξίζει να αναφερθεί ότι : η ελάχιστη αντοχή κυλινδρικού δοκιμίου για το σκυρόδεμα Β160 μετρήθηκε 12,8 MPa και για το σκυρόδεμα Β300 μετρήθηκε 30,1 MPa Pg. 5
το βάθος ενανθράκωσης σε πάρα πολλές περιπτώσεις υπερβαίνει την ελάχιστη επικάλυψη η διάβρωση των τενόντων που αποκαλύφθηκαν θεωρήθηκε μικρή < 0.5mm η διάβρωση του οπλισμού των στύλων της β.δυτικής όψης εκτιμήθηκε ως 1.5mm στους συνδετήρες και > 0.7 mm στα διαμήκη σίδερα. Στα υπόλοιπα στοιχεία η διάβρωση στους συνδετήρες θεωρήθηκε < 1.0mm και στα διαμήκη σίδερα < 0.5mm. οι παραμορφώσεις των εφεδράνων δείχνουν γωνιακή παραμόρφωση - πιθανότατα από ερπυστικές παραμορφώσεις των τοξοειδών δοκών - με κάποιο τμήμα της ασύμμετρο μεταξύ ακμών που ανήκουν στην ίδια ελέυθερη (διαμήκη) όψη.. Το εύρος των γωνιακών παραμορφώσεων είναι 5mm -15mm. 4. Γενικά Σχέδια Αποτύπωσης ΣΤ1 ΑΠΟΤΥΠΩΣΗ & ΘΕΣΕΙΣ ΤΕΚΜΗΡΙΩΣΗΣ : ΚΑΤΟΨΗ ΣΤ2 ΑΠΟΤΥΠΩΣΗ & ΘΕΣΕΙΣ ΤΕΚΜΗΡΙΩΣΗΣ : ΕΓΚΑΡΣΙΑ ΤΟΜΗ & ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΕΣ ΔΙΑΤΟΜΕΣ 5. Έκθεση Αποτίμησης Φέρουσας Ικανότητας Λόγω της Ικανοποιητικής Σ.Α.Δ. για τα μηχανικά χαρακτηριστικά των υλικών δόμησης, χρησιμοποιούνται (όπου απαιτούνται) οι επιμέρους συντελεστές ασφαλείας γ c=1.50 γ s=1.15. Λόγω της Υψηλής Σ.Α.Δ. για τις μόνιμες δράσεις, χρησιμοποιείται όπου απαιτείται συντελεστής ασφαλείας γ G=1.20. Στις παρακάτω παραγράφους δίνεται έμφαση στους πιο κρίσιμους ελέγχους που καθορίζουν τις ανεπάρκειες. 5.1 Φέρουσα Ικανότητα έναντι Κατακόρυφων Φορτίων Αύξηση κατακόρυφων φορτίων Στη αρχική στατική μελέτη έχει ληφθεί υπόψη φορτίο κυματοειδούς πλακός ετερνίτου 13kg / m 2 ενώ το φορτίο επικάλυψης με χαλκό (μαζί με τα 2 α στοιχεία) θεωρήθηκε βάσει των στοιχείων που διέθεσε η υπηρεσία ίσο με 25kg / m 2. Τα φέροντα στοιχεία που επηρεάζονται από την αύξηση των κατακόρυφων φορτίων ελέγχθηκαν σύμφωνα με τον αντίστοιχο ισχύοντα κανονισμό της ομάδας (Α) της ΥΑ υπ. Αριθμ. ΔΝΣγ/34033Π.Ε./ΦΝ 275 / 03.02.2016 «Τροποποίηση κανονισμών που αφορούν σε ειδικές περιπτώσεις επεμβάσεων σε υπάρχοντα κτίρια». Πιο συγκεκριμένα η ομάδα Α περιλαμβάνει το πλαίσιο Ευρωκωδίκων (ΕΝ1990, ΕΝ1991, ΕΝ1992 1 1, ΕΝ1993 1 1, ΕΝ1994 1 1, ΕΝ1995 1 1, ΕΝ1996 1 1, ΕΝ1997 1, ΕΝ1998 1) καθώς και τους ελληνικούς κανονισμούς σχεδιασμού νέων δομημάτων (ΕΑΚ2000, ΕΚΩΣ2000). Pg. 6
Για τις κατακόρυφες δράσεις, τόσο το πλαίσιο Ευρωκωδίκων όσο και ο ΕΚΩΣ εφαρμόζονται μέσω μήγραμμικών αναλύσεων σταδιακής δόμησης (σε φάσεις - staged construction) λαμβάνοντας υπόψη τη συστολή ξήρανσης, τον ερπυσμό και τις απώλειες προέντασης. Όπου απαιτείται (λχ περίπτωση θραύσης τένοντα) λαμβάνεται υπ όψιν και η μη-γραμμικότητα της γεωμετρίας. Η μή γραμμικότητα του υλικού θεωρείται συγκεντρωμένη σε θέσεις ενδεχόμενων Πλαστικών Αρθρώσεων (hinges). Χαρακτηριστικές εικόνες προσομοίωσης σταδιακής δόμησης (σε φάσεις) Pg. 7
Ο ΕΚΩΣ2000 καλύπτει μόνον την περίπτωση τενόντων με συνάφεια, ενώ για θέματα εξωτερικής προέντασης («τένοντες χωρίς συνάφεια») αναφέρει ειδικούς ελέγχους που καθορίζονται από την Ελεγκτική Αρχή. Σε κάθε περίπτωση προβλέπει στους συμπληρωματικούς κανόνες ότι αν ο αριθμός των τενόντων ή ο συνολικός αριθμός των ράβδων ή συρμάτων ή συρματοσχοίνων υπολείπεται των ορίων (3 ράβδοι ή σύρματα σε κάθε στοιχείο, 7 ράβδοι ή σύρματα ή συρματόσχοινα που αποτελούν καλώδιο σε κάθε στοιχείο) πρέπει να ελέγχεται ότι η ασφάλεια έναντι οριακών καταστάσεων αστοχίας εξασφαλίζεται ακόμη και όταν ένας τένοντας, 3 ράβδοι, σύρματα ή συρματόσχοινα μιας δέσμης, αστοχήσουν. Ομοίως και βάσει των κανονισμών DIN- FACHBERICHTE που συμπλήρωναν τον ΕΚΩΣ στη μελετητική πρακτική (πχ στη γεφυροποιία), οι τοξοειδείς Pg. 8
δοκοί κατατάσσονται στην κατηγορία ΑΕΠ (Αποκλειστικά Εξωτερική Προένταση) για την οποία η κατάσταση σχεδιασμού «θραύση/αποτάνυση ενός εξωτερικού τένοντα ανά κορμό» πρέπει να ελέγχεται ως παροδική κατάσταση σχεδιασμού. Το πρότυπο ΕΝ1992 1 1 αναφέρει ότι η ψαθυρή αστοχία πρέπει να αποφεύγεται. Προς τούτο αναφέρει 5 μεθόδους : Method A: Provide minimum reinforcement in accordance with 9.2.1. Method B: Provide pretensioned bonded tendons. Method C: Provide easy access to prestressed concrete members in order to check and control the condition of tendons by non-destructive methods or by monitoring. Method D: Provide satisfactory evidence concerning the reliability of the tendons. Method E: Εnsure that if failure were to occur due to either an increase of load or a reduction of prestress under the frequent combination of actions, cracking would occur before the ultimate capacity would be exceeded, taking account of moment redistribution due to cracking effects. παραμορφωμένος φορέας μετά τη θραύση ενός τένοντα Pg. 9
διαγράμματα καμπτικών ροπών Μ3 μετά τη θραύση ενός τένοντα τιμές καμπτικών ροπών Μ3 μετά τη θραύση ενός τένοντα Pg. 10
τιμές αξονικών δυνάμεων Ν μετά τη θραύση ενός τένοντα Στο μέσον της τοξοειδούς δοκού, της οποίας αστόχησε ο τένοντας, εμφανίζεται δραστική μείωση του θλιπτικού φορτίου (-41kN από -295kN προ της θραύσης του τένοντα) και μεγάλη καμπτική ροπή (305 knm από 61kNm προ της θραύσης του τένοντα). Στην περιοχή αυτή η ένωση των εφελκυόμενων ράβδων (maxφ = 16mm) πραγματοποιείται μέσω υπερκάλυψης με αναβολείς (επικαλυπτόμενου) μήκους 0.50m. Η επιμήκυνση δι αναβολέων εφαρμοζόταν την περίοδο κατασκευής του έργου «μόνο εις περίπτωσιν κυρίως ηρέμου φορτίσεως» (Θ. Π. Τάσιος, ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΩΣ 1970-1985) με προτιμότερη την «όρθια» διάταξη («με το εν σκέλος εις την θλιβόμενη και το έτερο εις την εφελκυόμενη ζώνην», ίδια πηγή). Με βάση τις σύγχρονες αντιλήψεις : το βασικό μήκος αγκύρωσης (με την υπόθεση C25, νευροχάλυβα, Περιοχή Συνάφειας Ι) προκύπτει 40Φ και αναλόγως του ποσοστού ματιζομένων ράβδων οδηγεί σε απαιτούμενο μήκος υπερκάλυψης : από (1.6 εως 2) x 40Φ ενώ λόγω των αναβολέων (x 0.70) => από 45 έως 56 Φ => από 0.72m έως 0.90m. Σημειώνεται ότι στους «παλιούς» κανονισμούς ως μήκος υπερκάλυψης νοείτω το ανάπτυγμα του αναβολέως ενώ στους σύγχρονους μετριέται το ένα σκέλος και εφαρμόζεται η ευεργετική μείωση 30% για εφελκυστικά φορτία. Κατά την Σ. 8.2.1.2 του ΚΑΝ.ΕΠΕ. αν δεν εφαρμοστεί κανένας πολλαπλασιαστικός συντελεστής το ελάχιστο μήκος υπερκάλυψης θεωρείται 40 Φ => 0.64m. Η υπόθεση σκυροδέματος κατηγορίας C25 στην κλείδα, η οποία σκυροδετήθηκε επί τόπου, ίσως είναι αρκετά ευεργετική. Pg. 11
Ν=-41κΝ Ν=-295κΝ Στην περίπτωση ανεπαρκούς συνδέσεως (για f ys = 0.50 / 0.64 x 400 = 312 MPa) η θραύση είναι ψαθυρή με ροπή αστοχίας 256kNm < της απαιτούμενης 305 knm. Άλλωστε κατά τον έλεγχο πλευρικής ευστάθειας ( 5.9 ΕΝ 1992) ο οποίος δεν πληρούται λόγω μικρού πλάτους (δοκού h/b >> 3.5), είναι εύλογη η υπόθεση ατέλειας-απόκλισης από την ευθυγραμμία μεγέθους L / 300 η οποία συνεπάγεται ταυτόχρονη ροπή στον ασθενή άξονα (πριν τη θραύση του τένοντα) μεγέθους περίπου 20 knm η οποία δύναται να μειώσει τη ροπή θραύσης κατά τον ισχυρό άξονα κατά 60%. Συνεπώς, είτε λόγω ανεπαρκούς συνδέσεως, είτε λόγω πλευρικής αστάθειας ή από τη συνύπαρξη των δύο ατελειών, ακόμη κι αν τα υπόλοιπα στοιχεία (εφέδρανα, στύλοι, κόμβοι κλπ) ευσταθούν μετά τη θραύση του τένοντα, αστοχεί η τοξοειδής δοκός στο μέσον της. Με τη θραύση του τένοντα η δοκός βυθίζεται και μετακινείται οριζοντίως (εξωτερικά των πλαισίων) με τη δέσμευση των διαζωμάτων («σενάζ») των περιμετρικών δοκών. Η τέμνουσα αστοχίας των διαζωμάτων σε λοξή θλίψη (VRd 2) εκτιμάται σε 55 kn αλλά επειδή η σύνδεση των διαζωμάτων έχει γίνει με αναβολείς Pg. 12
(επικαλυπτόμενου) μήκους (κατά τον τρόπο που σχολιάστηκε παραπάνω) και τα στοιχεία είναι «κοντά», τελικώς εκτιμάται ενεργή αντοχή σύνδεσης από 17.5 έως 35 kn. Με αυτή την υπόθεση τα εφέδρανα παρουσιάζουν θλιπτικό φορτίο από 125 έως 175 kn και οριζόντια παραμόρφωση 1 έως 2.0cm. Σημειώνεται βέβαια ότι για τα τεχνικά έργα (όπου συνηθίζεται η τοποθέτηση εφεδράνων) δεν επιτρέπεται γενικά η χρήση του τύπου των άοπλων (χωρίς χαλύβδινα ελάσματα) ελαστομερών (ΕΤΕΠ 05-01-05-01). Σε κάθε περίπτωση τα υφιστάμενα εφέδρανα θα πρέπει να παρεμποδίζονται στην ανάπτυξη μεγάλων μετακινήσεων (< 2.5cm) μέσω αξιόπιστων συνδέσμων (stoppers). Παρακάτω συνοψίζονται έλεγχοι (καταχρηστικοί γιατί εφαρμόζονται στα ελαστομεταλλικά εφέδρανα) για μέγιστη μετακίνηση 2.5cm. Για τα άοπλα εφέδρανα υπάρχει ποικιλία παλαιότερων συστάσεων (UIC 772R, BS 5400, BE 1/76, AASHTO), στις χώρες που είχαν εφαρμογή στο παρελθόν (ΗΠΑ, ΗΒ). Χαρακτηριστικά αναφέρεται το όριο των 800 psi σε κατακόρυφη τάση που αντιστοιχεί σε 5.5 MPa και οριακά δεν πληρούται, το όριο διατμητικής παραμόρφωσης 0.7 (ή 0.5 σε άλλες περιπτώσεις), και το κάτω όριο έναντι ολίσθησης 200 psi (1.4 MPa). Ο συντηρητικός έλεγχος ευστάθειας άοπλου εφεδράνου (AASHTO Τ< L/5 & Τ< W/5) οριακά δεν πληρούται στη διαμήκη διεύθυνση, ενώ στην εγκάρσια το εφέδρανο μπορεί υπό συνθήκες να θεωρηθεί δεσμευμένο. Pg. 13
Κλείνοντας τον έλεγχο κατακόρυφων φορτίων σημειώνεται ότι θραύση τένοντα και βύθιση τοξοειδούς δοκού συνεπάγεται και απώλεια ενδιάμεσης στήριξης τεγίδας, η οποία με αυτή την υπόθεση ωθείται να παραλάβει έως και 12 knm ροπή στο «νέο» μέσον της (στη σύνδεση με αναβολείς επικαλυπτόμενου μήκους - όπου ακόμη και αν λειτουργούσε πλήρως 100%) με μέγιστη διαθέσιμη ροπή αστοχίας 9.2kNm. 5.2 Φέρουσα Ικανότητα έναντι Σεισμικών Δράσεων Για τις σεισμικές δράσεις, ενδείκνυται οι ανελαστικές μέθοδοι. Ο Φ.Ο. ελέγχθηκε σύμφωνα με τον κανονισμό και το πρότυπο της ομάδας (Β) της ΥΑ υπ. Αριθμ. ΔΝΣγ/34033Π.Ε./ΦΝ 275 / 03.02.2016 «Τροποποίηση κανονισμών που αφορούν σε ειδικές περιπτώσεις επεμβάσεων σε υπάρχοντα κτίρια». Πιο συγκεκριμένα η ομάδα (Β) περιλαμβάνει την αποτίμηση ή/και αύξηση της φέρουσας ικανότητας υπάρχοντος φέροντος οργανισμού κτιρίων: ΚΑΝ.ΕΠΕ και ΕΝ 1998 3, με στόχο την διασφάλιση ικανοποιητικής στάθμης ασφαλείας αλλά και οικονομικότητας και εφαρμοσιμότητας της επέμβασης. Προηγείται της επιβολής των οριζόντιων δράσεων, η επιβολή των κατακορύφων φορτίων με τον τρόπο που περιγράφηκε στην προηγούμενη παράγραφο (σταδιακή δόμηση, χρόνιες παραμορφώσεις) και χωρίς την υπόθεση θραύσης τένοντα. Η μή γραμμικότητα του υλικού θεωρείται συγκεντρωμένη σε θέσεις ενδεχόμενων Πλαστικών Αρθρώσεων (hinges), ενώ προσομοιώνεται και ή μή-γραμμικότητα του εδάφους (ως προς την μη παραλαβή εφελκυστικών τάσεων). Παράμετροι ζώνη επικινδυνότητας ΙΙ ΕΝ 1998 μέγιστη επιτάχυνση εδάφους α = 0.24 ανελαστική στατική μέθοδος στόχος επιτελεστικότητας Β1 Β1 : Στοχευόμενη Στάθμη Επιτελεστικότητας Β για τον σεισμό σχεδιασμού (p=10 %) p υπέρβασης σεισμ. δράσης Περιορισμένες Σημαντικές Οιονεί εντός του συμβ. t ζωής βλάβες βλάβες Κατάρρευση 10% (ζώνη ΙΙ ΕΝ 1998, α=0.24) Α1 Β1 Γ1 50% Α2 Β2 Γ2 Pg. 14
Κατά τη διαμήκη διεύθυνση λόγω της απουσίας διαφραγματικής σύνδεσης ο φορέας αποκρίνεται κυρίως με ταλάντωση των τοξοειδών δοκών εκτός του επιπέδου τους (ως συνεχές ελαστικό σύστημα). λχ δεσπόζουσα Ιδιομορφή παράλληλα στον Υ - 15 η Τ= 2.37 sec (21 η με Τ= 0.66 sec) Κατά την εγκάρσια διεύθυνση ο φορέας αποκρίνεται πιο συμβατικά. λχ δεσπόζουσα Ιδιομορφή παράλληλα στον Χ - 16 η Τ= 1.53 sec (25 η με Τ= 0.46 sec) Pg. 15
Χαρακτηριστικές καμπύλες (V-δ) Ανελαστικής Στατικής Ανάλυσης Κυρίως κατά τη διαμήκη διεύθυνση (λχ Ε x+0.3*ε y) Παρατηρείται σταθερή ενεργός δυσκαμψία του συστήματος μέχρι τη θραύση της περιοχής «σύνδεσης» του τόξου στα άκρα του ή την αστοχία της ανεπαρκούς υπερκάλυψης του οπλισμού στο μέσον των τοξοειδών δοκών (στην «κλείδα»). Κυρίως κατά την εγκάρσια διεύθυνση (λχ Ε y+0.3*ε x) Παρατηρούνται ποικίλες ενεργές δυσκαμψίες του συστήματος : στις πρώτες μετακινήσεις το σύστημα είναι πιο εύκαμπτο γιατί λειτουργούν τα εφέδρανα, μετά λειτουργούν ως stoppers οι κόμβοι των περιμετρικών πλαισίων είτε μέσω σφήνωσης της τοξοειδούς δοκού στο εγκάρσιο διάζωμα (σεναζ) είτε μέσω εμπλοκής της παχύτερης διατομής του προβόλου. Ακολουθεί θραύση του κόμβου και θραύση των στύλων (στη βάση τους είτε στην περιοχή μεταβολής οπλισμού). Pg. 16
Χαρακτηριστικές βλάβες στη στοχευόμενη μετακίνηση Κυρίως κατά τη διαμήκη διεύθυνση (λχ Ε x+0.3*ε y) Οι περιοχές «σύνδεσης» κάθε τόξου στα άκρα του (με τους κόμβους των περιμετρικών δοκών να αντιστέκονται εκτός επιπέδου), ή οι περιοχές υπερκάλυψης του οπλισμού στο μέσον («κλείδα»), έχουν εξαντλήσει το όριο της στάθμης επιτελεστικότητας «Σημαντικών Βλαβών» και το όριο της Στάθμης Επιτελεστικότητας «Οιονεί Κατάρρευσης». Πρόκειται για ψαθυρές αστοχίες που ελέγχονται με βάση τις δυνάμεις. Οι περιοχές σύνδεσης περιμετρικών δοκών - στύλων (με τους κόμβους των περιμετρικών δοκών να αντιστέκονται και εντός επιπέδου) έχουν εξαντλήσει το όριο της στάθμης επιτελεστικότητας «Σημαντικών Βλαβών» και το όριο της Στάθμης Επιτελεστικότητας «Οιονεί Κατάρρευσης». Οι ψαθυρές αστοχίες ελέγχονται με βάση τις δυνάμεις ενώ η κάμψη των περιμετρικών δοκών με βάση τις παρμορφώσεις. Κυρίως κατά την εγκάρσια διεύθυνση (λχ Ε y+0.3*ε x) Pg. 17
Οι περιοχές σφήνωσης κάθε τόξου στο ομόφορο άκρο του (κόμβοι με διάζωμα-«σεναζ») έχουν εξαντλήσει το όριο της στάθμης επιτελεστικότητας «Σημαντικών Βλαβών» και το όριο της Στάθμης Επιτελεστικότητας «Οιονεί Κατάρρευσης». Πρόκειται για ψαθυρές αστοχίες που ελέγχονται με βάση τις δυνάμεις. Ακολουθεί η υπέρβαση των ορίων των παραμορφώσεων των εφεδράνων. Οι βάσεις των στύλων (ή οι περιοχές μεταβολής του διαμήκους οπλισμού των στύλων) έχουν εξαντλήσει το όριο της στάθμης επιτελεστικότητας «Σημαντικών Βλαβών». Πρόκειται για αστοχίες μικρής διαθέσιμης πλαστιμότητας που ελέγχονται με βάση τις παραμορφώσεις (στροφές χορδής). 6. Έκθεση λήψης αποφάσεων Προτάσεις επεμβάσεων Με βάση τα πιο πάνω συμπεράσματα της αποτίμησης έχουν διακριθεί οι παρακάτω πιο κρίσιμες περιοχές : οι «ανοιχτοί» 3-Δ κόμβοι (σύνδεσης περιμετρικών δοκών - στύλων και «σφήνωσης»/εμπλοκής τοξοειδών δοκών) οι ενώσεις εφελκυόμενων ράβδων μέσω υπερκάλυψης με αναβολείς (στις τοξοειδείς δοκούς, στα διαζώματα των «ανοιχτών» κόμβων, στις τεγίδες) οι βάσεις στύλων και οι περιοχές μεταβολής του διαμήκους οπλισμού τους τα άοπλα ελαστομερή εφέδρανα (χωρίς επάρκεια ανάληψης μεγάλων παραμορφώσεων) οι περιοχές κοντών υποστυλωμάτων. Επίσης, έχει διαπιστωθεί μή-επιθυμητός τρόπος ταλάντωσης κατά την διαμήκη διεύθυνση (έλλειψη διαφραγματικής λειτουργίας). και έλλειψη υπερστατικότητας κατά την ίδια διεύθυνση μετά την πρόωρη πλαστικοποίηση (ή αστοχία) των «ανοιχτών» κόμβων σύνδεσης περιμετρικών δοκών στύλων στο επίπεδό τους. Προς εξασφάλιση στοιχειώδους διαφραγματικής λειτουργίας κρίνεται απαραίτητη η «οριζόντια» σύνδεση των τόξων μέσω σεισμικών μεταλλικών συνδέσμων (προσθήκη «οριζόντιων» Χ). Περαιτέρω οριζόντια σύνδεση των τόξων μπορεί να διευκολύνει την μεγαλύτερη ανακατανομή έντασης (σε περισσότερα «πλαίσια») στη περίπτωση θραύσης ενός τένοντα. Προς μείωση των μετακινήσεων κατά τη διαμήκη διεύθυνση (και άρα προς μείωση της έντασης των «ανοιχτών» κόμβων και αποφυγή της πρόωρης αστοχίας τους) κρίνεται απαραίτητη η προσθήκη κατακόρυφων μεταλλικών συνδέσμων (προσθήκη «κατακόρυφων» Χ). Περαιτέρω οριζόντια σύνδεση των στύλων σε αυτή τη διεύθυνση (μέσω νέων μεταλλικών δοκών), ή μέσω ενίσχυσης των υφισταμένων περιμετρικών δοκών (λχ με μετατροπή τους σε σύμμικτες δοκούς), θα οδηγήσει σε οικονομικότερη λύση. Προς ενίσχυση των περιοχών των ενώσεων εφελκυόμενων ράβδων (μέσω υπερκάλυψης με αναβολείς) στις τοξοειδείς δοκούς, κρίνεται απαραίτητη εφαρμογή στρώσεων ΙΟΠ κατά τη διαμήκη έννοια με τις απαραίτητες εγκάρσιες λωρίδες ενίσχυσης. Προς ενίσχυση των υπόλοιπων περιοχών των ενώσεων εφελκυόμενων ράβδων (μέσω υπερκάλυψης με Pg. 18
αναβολείς), δηλαδή των περιοχών των διαζωμάτων των ανοιχτών κόμβων και των «στηρίξεων» των τεγίδων, κρίνεται απαραίτητη η προσθήκη μεταλλικών στοιχείων που θα μετατρέψουν τη συμπεριφορά σε σύμμικτη. Προς ενίσχυση της βάσης των στύλων, για την ανάληψη πλαστικών παραμορφώσεων χωρίς υπέρβαση των ορίων της Στάθμης Επιτελεστικότητας «Σημαντικών Βλαβών», κρίνεται απαραίτητη η περίσφιξη με μανδύα ΙΟΠ και ειδικά εγκάρσια αγκύρια ΙΟΠ. Προς ενίσχυση της περιοχής μεταβολής του διαμήκους οπλισμού των στύλων, και άρα αποφυγή δημιουργίας πλαστικής άρθρωσης (εκτός της βάσης), κρίνεται απαραίτητη και η τοπική καμπτική αναβάθμιση μέσω στρώσεων ΙΟΠ με την απαραίτητη περίσφιγξή τους. Άλλωστε, η ανάγκη περίσφιγξης με μανδύα ΙΟΠ επεκτείνεται σε όλο το ύψος των στύλων για λόγους ανθεκτικότητας σε διάρκεια - αφού διαπιστώθηκε διάβρωση και υψηλά βάθη ενανθράκωσης. Για λόγους ανθεκτικότητας σε διάρκεια κρίνεται απαραίτητη η εφαρμογή αναστολέα διάβρωσης και η εφαρμογή κατάλληλου επιχρίσματος στα υπόλοιπα στοιχεία (όπου δεν εφαρμόζεται μανδύας ΙΟΠ). Ειδικά για τους τένοντες κρίνεται απαραίτητη η αντικατάσταση των σωλήνων περιβολής με νέους. Βέβαια, μετά την προσεκτική αφαίρεση των υπαρχόντων σωλήνων περιβολής, θα ελεγχθεί η κατάσταση όλων των τενόντων (επιπλέον των θέσεων που ερευνήθηκαν δειγματοληπτικά για τους σκοπούς της παρούσας μελέτης) και θα ληφθούν κατάλληλα μέτρα συντήρησης (ή επέμβασης αν κριθεί απαραίτητο). Προς εφαρμογή και της μεθόδου C του ΕΝ 1992 για την εξωτερική προένταση, αλλά και λόγω των πολλών ιδιαιτεροτήτων της υφιστάμενης κατασκευής, κρίνεται απαραίτητη η ενοργάνωση του Φ.Ο. με εφαρμογή συστήματος σύγχρονης (real time) παρακολούθησης των παραμορφώσεων (monitoring που θα περιλαμβάνει τουλάχιστον εγκατάσταση αισθητήρων οπτικών ινών στους τένοντες). Μέσω της ενοργάνωσης θα διερευνηθεί και η συμπεριφορά του τένοντα που αγκυρώνεται στον πρόβολο της ενισχυμένης δοκού (εκεί όπου είχε εμφανίσει βλάβη από πρόσκρουση και είχε ενισχυθεί). Τα άοπλα ελαστομερή εφέδρανα θα μπορούσαν να αποκρίνονται ικανοποιητικά, αν περιοριστεί η δυνατότητα παραμόρφωσής τους με πιο αξιόπιστο τρόπο. Λόγω της δυσχερούς (έως ανέφικτης) αντικατάστασής τους, προτείνεται είτε να ενισχυθούν καταλλήλως οι «ανοιχτοί» 3-Δ κόμβοι ώστε να λειτουργούν επαρκώς και ως «stoppers», είτε να προστεθούν νέα μεταλλικά στοιχεία μεταξύ δοκών και στύλων τα οποία θα δεσμεύουν τη σχετική μετακίνηση χωρίς ένταση του υφιστάμενου κόμβου. Σημειώνεται ότι υπάρχει αβεβαιότητα και για τη συγκράτηση των τοξοειδών δοκών κατά την διαμήκη διεύθυνση χωρίς ανάπτυξη παραμορφώσεων στο υποκείμενο εφέδρανο (στην αρχική μελέτη προβλέπονταν πλευρικά εφέδρανα). Προς αποφυγή απόκρισης μορφής κοντού υποστυλώματος αλλά και για θεραπεία της ακανονικότητας (των 3 υποσυστημάτων), κρίνεται απαραίτητη η αποσύνδεση τοίχων πλήρωσης στύλων και η κατάλληλη εκτός επιπέδου εξασφάλιση των τοίχων πλήρωσης μέσω μεταλλικών συνδέσμων. Για την υλοποίηση των παραπάνω Επεμβάσεων (εργασιών ενίσχυσης, επισκευής και συντήρησης της κατασκευής), κρίνεται απαραίτητη η προσωρινή υποστύλωση του φορέα με χρήση συστήματος Pg. 19
ικριωμάτων, όπως αυτό περιγράφεται στα συνημμένα σχετικά σχέδια (ΣΠΥ1 & ΣΠΥ2) και τεκμηριώνεται στο αντίστοιχο κεφάλαιο του Τεύχους Υπολογισμών. 7. Τεύχος υπολογισμών, αναλύσεων και ελέγχων Τ1_1 Τεύχος υπολογισμών, αναλύσεων και ελέγχων Τ1_2 Εκτίμηση κόστους επεμβάσεων και οικονομικότητα Για την Μετά Τιμής, Πέτρος Μοσχολιός Υπεύθυνος Ομάδας Μελέτης Δρ Βασίλειος Γ. Μπαρδάκης Συντονιστής Ομάδας Μελέτης Pg. 20