ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΕΠΕΜΒΑΣΕΩΝ ΣΤΟ ΦΕΡΟΝΤΑ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟ ΙΣΤΟΡΙΚΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΟΥΣ - Ι Άρης Αβδελάς, Καθηγητής Εργαστήριο Μεταλλικών Κατασκευών Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΕΠΕΜΒΑΣΕΩΝ ΣΤΟ ΦΕΡΟΝΤΑ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟ ΙΣΤΟΡΙΚΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΚΑΙ ΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΟΥΣ Α. ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΜΕΤΑΛΛΙΚΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗ Β. ΑΝΑ ΟΜΗΣΗ ΚΤΙΡΙΩΝ ΑΛΛΗΛΟΥΧΙΑ ΕΡΓΑΣΙΩΝ ΓΕΝΙΚΟΙ ΚΑΝΟΝΕΣ ΣΥΝ ΕΣΗ ΜΕ ΤΗΝ ΟΨΗ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ
ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΜΕΤΑΛΛΙΚΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ Ι Μορφές Φορέων: Υποστυλώματα οκοί Σε αμιγώς μεταλλικές κατασκευές Σε σύνθετες κατασκευές (π.χ. με φέρουσες τοιχοποιίες) ικτυώματα Σύνδεσμοι
ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΜΕΤΑΛΛΙΚΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΙΙ Είναι δυνατόν να χρειάζονται επισκευή λόγω οξείδωσης και/ή ενός ανεπαρκούς ή τροποποιημένου δομικού συστήματος ιαδικασία: Υποστύλωση και αποφόρτιση των δομικών στοιχείων Αφαίρεση της οξείδωσης Τοπική ή συνολική ενίσχυση της κατασκευής
Οξείδωση I: Είναι δυνατόν να εμφανισθεί τόσο στα δομικά στοιχεία όσο και στις συνδέσεις. Είναι σπάνιο οι μεταλλικές κατασκευές να εμφανίζουν οξείδωση στο εσωτερικό. Τα περιμετρικά υποστυλώματα, αν δεν είναι σε επαφή με το εξωτερικό περίβλημα ή την τοιχοποιία, συνήθως δεν έχουν προβλήματα οξείδωσης, αρκεί να υποστούν τη σωστή διαδικασία βαφής πριν από την ανέγερση. Αν μπορεί να επιτευχθεί σωστός αερισμός, δεν θα πρέπει να εμφανίζονται προβλήματα οξείδωσης, ακόμη και για μεταλλικές κατασκευές που δεν έχουν βαφεί με ένα ειδικό σύστημα βαφής.
Οξείδωση II: Κατασκευαστικές ατέλειες μπορεί να προκαλέσουν προβλήματα οξείδωσης που χρειάζονται αποκατάσταση. Η βασική διαδικασία είναι να προετοιμαστεί η επιφάνεια με σφυρηλάτηση, ξύσιμο ή τρίψιμο με συρματόβουρτσα, οπότε θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί ένα απλό σύστημα βαφής, κατάλληλο για το περιβάλλον όπου βρίσκεται η μεταλλική κατασκευή. Εάν είναι δυνατή η καλύτερη προετοιμασία της επιφάνειας με ξηρή ή υγρή αμμοβολή, τότε μπορούν να χρησιμοποιηθούν πιο εξεζητημένες σύγχρονες βαφές.
Βήματα Ελέγχου: (Φωτογραφική) αποτύπωση Μακροσκοπικός έλεγχος της κατασκευής Έλεγχος πιστής εφαρμογής της μελέτης (αν υπάρχει) Ανίχνευση του στατικού συστήματος Εργαστηριακός έλεγχος αντοχής δοκιμίων Έλεγχος αντοχής της κατασκευής Πρόβλημα: Με ποιους κανονισμούς/ποιότητες
Τοπική ή Συνολική Ενίσχυση με: την προσθήκη λεπίδων από χάλυβα ή με σύνθετα υλικά (με ασφαλή σύνδεση χάλυβα/σύνθετου υλικού) αντικατάσταση των δομικών στοιχείων που δεν μπορούν να επισκευασθούν με την αποφόρτιση των παλιών δομικών στοιχείων μέσω της κατασκευής νέων δίπλα στα παλιά επισκευή και ενίσχυση των συνδέσεων και αποκατάσταση των δομικών ατελειών της αρχικής κατασκευής Προστασία από την οξείδωση με τη χρήση ειδικών συστημάτων βαφής
Μετατροπή αρθρωτών συνδέσεων σε ημιάκαμπτες ή άκαμπτες
Ενίσχυση μεταλλικών δοκών
Παράδειγμα Εφαρμογής: Θεσσαλονίκη, Αποθήκη στο Λιμάνι
Τριγωνικά δικτυώματα από χάλυβα με ύψος στο μέσο 3.70 m. Το άνω και κάτω πέλμα του δικτυώματος είναι διπλά πλευρικά γωνιακά διατομής 70X7, οι διαγώνιοι και οι ορθοστάτες είναι γωνιακά διατομής 60X6 διπλά ή απλά Φέρουσα Κατασκευή I:
Τα ζευκτά εδράζονται σε χαλύβδινα υποστυλώματα διατομής I 240 τοποθετημένα ανά 5.0 m. Το κάτω πέλμα των ζευκτών συνδέεται επιπλέον με το στύλο με αντηρίδες Το ίδιο ισχύει και για και το άνω πέλμα το οποίο προεκτείνεται και έξω από το περίγραμμα του κτιρίου Φέρουσα Κατασκευή ΙI:
Τα χαλύβδινα υποστυλώματα εδράζονται σε πεδιλοταινία από οπλισμένο σκυρόδεμα Στις θέσεις των ορθοστατών υπάρχουν τεγίδες διατομής [ 140 οι οποίες προεκτείνονται και έξω από το περίγραμμα του κτιρίου Φέρουσα Κατασκευή III:
Φέρουσα Κατασκευή IV: Επάνω στις τεγίδες και μέσω εσχάρας από επιτεγίδες και εγκάρσιες λάμες εδράζεται η επικάλυψη από κυματοειδή αμιαντολαμαρίνα. Στη θέση του μεσαίου ορθοστάτη υπάρχει εγκάρσιος σύνδεσμος που καταλήγει στις εκατέρωθεν μετωπικές τοιχοποιίες όπου δεν υπάρχουν δικτυώματα. Χωρίς αντιανέμιους συνδέσμους.
Φέρουσα Κατασκευή ΙV: Το μέσο σύνδεσης είναι ήλοι για τις μη λυόμενες και κοχλίες για τις λυόμενες συνδέσεις Η εξωτερική τοιχοποιία, από οπτοπλινθοδομή, είναι εγκιβωτισμένη μεταξύ των μεταλλικών υποστυλωμάτων και είναι ενισχυμένη με χαλύβδινες δοκούς, που δημιουργούν μία κατακόρυφη εσχάρα Στις γωνίες του κτιρίου υπάρχουν μεταλλικά υποστυλώματα στη συνάντηση των τοιχοποιιών
Παρόλο που η θάλασσα είναι πολύ κοντά και οι συνθήκες αερισμού κακές, τα δικτυώματα ήταν σε σχετικά καλή κατάσταση. Επιφανειακή οξείδωση και άλατα ήταν εμφανή στις περισσότερες ράβδους των δικτυωμάτων καθώς και στα άλλα χαλύβδινα στοιχεία. εν παρατηρήθηκαν σημαντικές βλάβες στις ράβδους των δικτυωμάτων.
Τα στοιχεία της κατασκευής που βρίσκονται στο εξωτερικό του κτιρίου (προεκτάσεις άνω πέλματος και τεγίδων, εξωτερικές αντηρίδες, ακραία υποστυλώματα) δείχνουν να έχουν υποστεί πολύ σημαντικότερες φθορές Σημαντικές οξειδώσεις παρουσιάζονται σε αρκετές από τις τεγίδες και κυρίως στις δύο κορυφοτεγίδες H κατάσταση των στύλων δικαιολογεί, σε συνδυασμό με τα αυξημένα φορτία της νέας επικάλυψης, την αποφόρτισή τους
Mεθοδολογία Yπολογισμού O έλεγχος της υπάρχουσας κατασκευής έγινε: 1. Με τον Eυρωκώδικα 3 2. Με τον Ελληνικό Αντισεισμικό Κανονισμό Η ελαστική μέθοδος εφαρμόστηκε για την ανάλυση της κατασκευής. O έλεγχος των διατομών με τη μέθοδο της οριακής αντοχής οδήγησε σε ανεπάρκεια, λόγω των αυξημένων φορτίων της επικάλυψης: α. Ράβδων του άνω και κάτω πέλματος β. Των 2 διαγωνίων εκατέρωθεν του μεσαίου ορθοστάτη γ. Των τεγίδων
Μεθοδολογία Υπολογισμού (συνέχεια) Oι ράβδοι αυτές ενισχύονται ή αντικαθίστανται. O έλεγχος της ενισχυμένης κατασκευής έγινε σύμφωνα με τους ίδιους κανονισμούς που αναφέρονται παραπάνω. Εφαρμόστηκε επιπλέον η σύσταση του παλαιού DIN 1050 που αφορά την επαναχρησιμοποίηση παλαιού χάλυβα όπου αναφέρεται ότι για ληφθεί υπ' όψιν η εξασθένηση λόγω σκουριάς, το εμβαδόν, η ροπή αντίστασης και η ροπή αδράνειας παίρνονται στο 80% της αντοχής που δίνουν οι πίνακες για νέες διατομές.
ιαδικασία Αποκατάστασης I: Αφαίρεση της επικάλυψης της στέγης Αφαίρεση των δικτυωμάτων και των άλλων μεταλλικών στοιχείων της στέγης (τεγίδες, σύνδεσμοι) Αφαίρεση της οξείδωσης από τα χαλύβδινα στοιχεία με τη χρήση αμμοβολής Αντικατάσταση των δομικών στοιχείων που δεν επιδέχονται επισκευή Ενίσχυση του άνω και κάτω πέλματος των δικτυωμάτων και των δύο κυρίων διαγωνίων με λεπίδες από χάλυβα
ιαδικασία Αποκατάστασης II: Ενίσχυση των αρχικών κοχλιωτών συνδέσεων με συγκολλήσεις Κατασκευή νέων υποστυλωμάτων (HEA 240), στο εσωτερικό του κτιρίου, που συνδέονται με τα παλιά (Ι 240) μέσω παρεμβλημάτων. Τα νέα υποστυλώματα εδράζονται μέσω πλακών έδρασης σε πεδιλοταινία η οποία συνδέεται με την αρχική μέσω διατμητικών συνδέσμων που αγκυρώνονται στο υφιστάμενο σκυρόδεμα με τη χρήση εποξειδικών ρητινών
ιαδικασία Αποκατάστασης IΙI: Στις θέσεις των στύλων υπάρχουν στη θεμελίωση, όπου αυτό είναι εφικτό, εγκάρσιες συνδετήριες δοκοί Επανατοποθέτηση των δικτυωμάτων στα νέα υποστυλώματα Τοποθέτηση νέων εσωτερικών και εξωτερικών αντηρίδων στα δικτυώματα Τοποθέτηση τεγίδας διατομής [ 160 με ελκυστήρα
ιαδικασία Αποκατάστασης IV: Προσθήκη δύο επιπλέον εγκαρσίων και δύο αντιανεμίων συνδέσμων Όλα τα χαλύβδινα στοιχεία πρέπει να δεχθούν δύο στρώσεις βαφής, μία στο έδαφος και μία μετά την ανέγερση