ΤΕΧΝΙΚΟ ΕΠΙΜΕΛΗΤΗΡΙΟ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ

1 ΤΕΧΝΙΚΟ ΕΠΙΜΕΛΗΤΗΡΙΟ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΕΜΙΝΑΡΙΟ ΜΙΚΡΗΣ ΔΙΑΡΚΕΙΑΣ ΠΡΟΣΕΙΣΜΙΚΕΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΣΕΙΣΜΙΚΕΣ ΕΠΕΜΒΑΣΕΙΣ ΕΠΙΣΚΕΥΗΣ ΚΑΙ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ ΚΤΙΡΙΩΝ ΑΠΟ ΟΠΛΙΣΜΕΝΟ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ ΒΕΡΟΙΑ ΕΔΕΣΣΑ ΕΙΣΗΓΗΣΗ ΕΠΙΣΚΕΥΗ ΚΑΙ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΔΟΜΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΑΠΟ ΟΠΛΙΣΜΕΝΟ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑ Εισηγητής: Χρήστος Ιγνατάκης, Αναπληρωτής Καθηγητής Α.Π.Θ. ΜΑΙΟΣ ΙΟΥΝΙΟΣ 2005

2 1. ΓΕΝΙΚΑ: ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΔΥΜΑΝΕΩΝ 1.1. Μεταφορά δυνάμεων από σκυρόδεμα σε σκυρόδεμα 4.1.1 Θλίψη στη διεπιφάνεια μεταξύ παλαιού και νέου σκυροδέματος 4.1.2 Θλίψη προρηγματωμένου σκυροδέματος 4.1.3 Συνοχή μεταξύ παλαιού και νέου σκυροδέματος 4.1.4 Τριβή μεταξύ παλαιού και νέου σκυροδέματος (λεία/τραχεία διεπιφάνεια) 4.1.5 Λειτουργία του οπλισμού ως σφιγκτήρα 4.1.6 Μεταφορά δυνάμεων με στρώση κόλλας (θλίψη, εφελκυσμός, διάτμηση) 1.2. Μεταφορά δυνάμεων από σκυρόδεμα σε χαλύβδινη συγκολλητή λεπίδα 1.3. Μεταφορά δυνάμεων μεταξύ χάλυβα-σκυροδέματος μέσω βλήτρων αγκυρίων 4.3.1 Δράση βλήτρου των ράβδων του οπλισμού 4.3.2 Λειτουργία μεταλλικών αγκυρίων (διογκούμενα, πακτωμένα αγκύρια) 1.4. Αγκύρωση νέων ράβδων οπλισμού 4.4.1 Αγκύρωση σε υπάρχουσες ράβδους οπλισμού 4.4.2 Αγκύρωση σε υφιστάμενο σκυρόδεμα 4.4.3 Αγκύρωση σε νέο σκυρόδεμα Αναφορά στις σχετικές παραγράφους του [3].

3 2. ΕΠΙΣΚΕΥΗ - ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΣΤΥΛΩΝ Ο/Σ 2.1. Επισκευή με ρητινενέσεις Προϋπόθεση η μη αποδιοργάνωση του σκυροδέματος Ακαμψία επισκευασμένου στύλου: Κ d, επισκ / Κ d, αρχικού 0.85 (μικρορηγματώσεις) Αντοχή επισκευασμένου στύλου: R d, επισκ / R d, αρχικού 1.00 2.2. Ενίσχυση με μανδύες οπλισμένου ή εκτοξευόμενου σκυροδέματος Εφαρμογή μανδύα σε 1, 2, 3 ή καλύτερα 4 πλευρές της διατομής ανάλογα με τη δυνατότητα προσπέλασης Έγχυτοι μανδύες: Απόκριση ενισχυμένου Απόκριση ολόσωμου στύλου Εκτοξ/νοι μανδύες: Απόκριση ενισχυμένου Απόκριση ολόσωμου στύλου Κατά τον υπολογισμό απόκρισης της ενισχυμένης διατομής συνήθως αγνοείται η συμβολή των παλαιών οπλισμών, πλην αυτών στις πλευρές του στύλου χωρίς μανδύα. Συνιστάται: f ck, μανδύα = f ck, αρχικού + 5.0 MPa Ακαμψία: Κ d, ενισχ / Κ d, ολόσωμου 0.80(1.00*) Αντοχή * * : R d, ενισχ / R d, ολόσωμου 0.80 Συνιστάται η θεώρηση Κ d, ενισχ / Κ d, ολόσωμου = 1.00 κατά τη φάση της στατικής ανάλυσης ώστε τα φορτία σχεδιασμού του ενισχυμένου στύλου να προκύψουν αυξημένα. - Μανδύας μόνο στο ύψος του ορόφου: Αύξηση μόνο της αξονικής και διατμητικής αντοχής. - Μανδύας διαπερνά οροφή και δάπεδο: Αύξηση και της καμπτικής αντοχής. 2.3. Ενίσχυση με μεταλλικούς κλωβούς και μανδύα Ο/Σ ή Ε/Σ Κατ' ελάχιστον 4 γωνιακά L50x50x5mm. Εγκάρσια σύνδεση γωνιακών με λάμες min 25x4mm. Συγκόλληση με το παλαιό σκυρόδεμα με ΕΜΑCΟ ή ρητίνη. Επένδυση με πλέγμα και gunite ή πατητή τσιμεντοκονία. 2.4. Ενίσχυση με ινοπλισμένα πολυμερή (FRP) Εφαρμογή παθητικής περίσφιξης για αύξηση θλιπτικής, διατμητικής αντοχής και πλαστιμότητας (ίνες στην εγκάρσια διεύθυνση, απαραίτητη η στρογγύλευση ακμών ορθογωνικών διατομών). Αύξηση καμπτικής αντοχής (ίνες και στη διαμήκη διεύθυνση). Απαιτείται ενίσχυση κόμβων κεφαλής και πόδα (δυσκολίες εφαρμογής). Σχήματα από τη βιβλιογραφία και διαφάνειες από σχετικές εφαρμογές.

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13 3. ΕΠΙΣΚΕΥΗ - ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΔΟΚΩΝ Ο/Σ 3.1. Επισκευή με ρητινενέσεις Προϋπόθεση η μη αποδιοργάνωση του σκυροδέματος Ακαμψία επισκευασμένης δοκού: Κ d, επισκ / Κ d, αρχικκής 1.00 Αντοχή επισκευασμένης δοκού: R d, επισκ / R d, αρχικής 1.00 3.2. Ενίσχυση με μανδύες οπλισμένου ή εκτοξευόμενου σκυροδέματος Μορφή: Στρώσεις σκυροδέματος άνω ή κάτω ίνας ή μανδύας σχήματος Π ή περιμετρικός μανδύας, ανάλογα με την ανάγκη ενίσχυσης και τη δυνατότητα προσπέλασης. Απαιτείται έλεγχος επάρκειας της συνάφειας παλαιού - νέου σκυροδέματος και πιθανή ενίσχυση της: - Ενίσχυση συνάφειας σε εφελκυόμενη ίνα: Συγκόλληση νέων και παλαιών οπλισμών με τεμάχια ράβδων σχήματος Ζ. - Ενίσχυση συνάφειας σε θλιβόμενη ίνα: Τοποθέτηση ράβδων - διατμητικών συνδέσμων σχήματος Π. Ακαμψία: Κ d, ενισχ / Κ d,ολόσωμου 0.75 Αντοχή : R d, ενισχ / R d, ολόσωμου 0.85 3.3. Ενίσχυση με επικολλητά χαλύβδινα ελάσματα Πάχος ελάσματος: t = 1 έως 3mm Ενίσχυση καμπτικής αντοχής: Επικόλληση ελάσματος στο κάτω (σπάνια στο άνω) πέλμα. Απαιτούνται επαρκή μήκη αγκύρωσης πέραν του μήκους ενίσχυσης. Ενίσχυση διατμητικής αντοχής: Επικόλληση ελασμάτων αμφίπλευρα στον κορμό. 3.4 Ενίσχυση με ινοπλισμένα πολυμερή (FRΡ) Αύξηση καμπτικής αντοχής: Επικόλληση ταινιών με διαμήκεις ίνες στο κάτω ή και στο άνω πέλμα. Αυξημένος κίνδυνος αποκόλλησης στο μήκος αγκύρωσης. Δυσκολίες εφαρμογής στο άνω πέλμα (ανάγκη παράκαμψης στύλων και αποξήλωση δαπέδων). Αύξηση διατμητικής αντοχής: Επικόλληση φύλλων με εγκάρσιες ίνες στον κορμό. Ανάγκη αγκύρωσης στις μασχάλες πλάκας - δοκού με ειδικά αγκύρια. Σχήματα από τη βιβλιογραφία και διαφάνειες από σχετικές εφαρμογές.

14

15

16

17

18

19

20

21 4. ΕΠΙΣΚΕΥΗ - ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΚΟΜΒΩΝ Ο/Σ Γενική παρατήρηση: Σημαντικές δυσκολίες εφαρμογής λόγω συμβολής δομικών στοιχείων (δοκοί, στύλοι) σε δύο και ιδιαίτερα σε τρεις διευθύνσεις. Σχήματα από τη βιβλιογραφία και διαφάνειες από σχετικές εφαρμογές.

22

23

24

25

26 5. ΕΠΙΣΚΕΥΗ - ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΤΟΙΧΩΜΑΤΩΝ Ο/Σ 5.1. Επισκευή με ρητινενέσεις Προϋπόθεση η μη αποδιοργάνωση του σκυροδέματος Σε υφιστάμενα τοιχώματα συνήθως είναι ανεπαρκείς οι οπλισμοί. Η επισκευή συνήθως συνδυάζεται με εφαρμογή μανδύα Ο/Σ ή Ε/Σ (βλέπε 5.2). Ακαμψία επισκευασμένου τοιχείου: Κ d, επισκ / Κ d,αρχικού 0.85 (μικρορηγματώσεις) Αντοχή επισκευασμένου τοιχείου: R d, επισκ / R d, ;αρχικού 1.00 5.2. Ενίσχυση με μανδύες οπλισμένου ή εκτοξευόμενου σκυροδέματος Προηγείται συγκόλληση τυχόν ρηγμάτων με ρητινενέσεις. Συνιστάται: - f ck, μανδύα = f ck,αρχικσύ + 5.0 ΜΡa - Ελάχιστο πάχος μανδύα ανά παρειά: 50mm - Ελάχιστος οπλισμός μανδύα κορμού: ρ h, min = ρ ν, min = 2.5 - Ελάχιστος οπλισμός μανδύα άκρων: ρ min = 10 της ενισχυμένης διατομής άκρου - Ελάχιστοι συνδετήρες: min Ø8/max150mm. - Διατμητικά βλήτρα μανδύα - τοιχώματος σε κάνναβο max600mm. Ακαμψία: Κ d, ενισχ / Κ d, ολόσωμου 0.80 (1.00*) Αντοχή: R d, ενισχ /R d, ολόσωμοu 0.80 * Συνιστάται η θεώρηση Κ d, ενισχ / Κ d, ολόσωμου = 1.00 κατά τη φάση της στατικής ανάλυσης ώστε τα φορτία σχεδιασμού του ενισχυμένου τοιχείου να προκύψουν αυξημένα. Απαιτούμενο πλήθος διατμητικών βλήτρων μανδύα κορμού: n = [( V 0.80 V ) h ]/ D όπου d d, ολοσ. d, αρχ. w wτ adh u V d, ολοσ.: διατμητική αντοχή σχεδιασμού ολόσωμης διατομής V d,αρχ. : διατμητική αντοχή σχεδιασμού αρχικού αρηγμάτωτου τοιχείου l w h w : διαστάσεις επιφάνειας εφαρμογής μανδύα τ adh : μέση αντοχή πρόσφυσης παλαιού - νέου σκυροδέματος ( τ RdI ) 2 : διατμητική αντοχή βλήτρου ( d f f ) D u cd 5.3. Ενίσχυση με ινοπλισμένα πολυμερή (FRP) Αύξηση διατμητικής αντοχής με επικόλληση φύλλων ινοπλισμένων σε δύο διευθύνσεις ή πλέγματος ταινιών FRΡ (οικονομία υλικού αλλά αύξηση εργατικών) Αύξηση καμπτικής αντοχής με επικόλληση κατακόρυφων ταινιών FRΡ περί τα άκρα του τοιχώματος. Απαιτείται συνέχεια της ενίσχυσης για μεταφορά δυνάμεων στον ανώτερο και κατώτερο όροφο (δυσκολίες εφαρμογής). yd Σχήματα από τη βιβλιογραφία και διαφάνειες από σχετικές εφαρμογές.

27

28

29

30

31

32 6. ΕΠΙΣΚΕΥΗ - ΕΝΙΧΥΣΗ ΠΛΑΚΩΝ Ο/Σ 6.1. Καμπτική ενίσχυση με πρόσθετες στρώσεις σκυροδέματος Εφαρμόζονται πρόσθετες στρώσεις σκυροδέματος στην άνω ή και κάτω ίνα της πλάκας (έγχυτο ή εκτοξευόμενο σκυρόδεμα). Ανάγκη ανάληψης διατμητικής ροής με βλήτρα ή διατμητικά κλειδιά. Συνιστάται περιορισμός του πάχους της πρόσθετης στρώσης με όριο το 1/3 του πάχους της υφιστάμενης πλάκας. 6.2. Καμπτική ενίσχυση με επικολλητά φύλλα χάλυβα ή ινοπλισμένα πολυμερή Σχήματα από τη βιβλιογραφία και διαφάνειες από σχετικές εφαρμογές.

33

34

35

36 7. ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΘΕΜΕΛΙΩΝ Ο/Σ 7.1. Καμπτική ενίσχυση θεμελίων Εφαρμόζεται συνήθως αύξηση ύψους πέδιλων. 7.2. Αύξηση αναλαμβανόμενου αξονικού φορτίου Εφαρμόζεται συνήθως αύξηση επιφάνειας και ύψους πέδιλων. 7.3. Αύξηση αναλαμβανόμενου αξονικού φορτίου και καμπτικής ροπής Ενδείκνυται συνήθως κατασκευή μικροπασσάλων με διάτρηση των πτερυγίων των πέδιλων. Η απαιτούμενη αύξηση της καμπτικής αντοχής των πτερυγίων επιτυγχάνεται μέσω του κεφαλόδεσμου των μικροπασσάλων. 7.4. Αύξηση φέρουσας ικανότητας εδάφους Εφαρμόζονται συνήθως τσιμεντενέσεις στο έδαφος θεμελίωσης. Σχήματα από τη βιβλιογραφία και διαφάνειες από σχετικές εφαρμογές.

37

38

39

40

41

42

43 8. ΕΠΙΣΚΕΥΗ - ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΤΟΙΧΩΝ ΠΛΗΡΩΣΗΣ ΠΛΑΙΣΙΩΝ Ο/Σ 8.1. Επισκευή τοπικών βλαβών τοίχων πλήρωσης 8.2. Επισκευή σοβαρών βλαβών με παράλληλη αύξηση της διατμητικής αντοχής των τοίχων πλήρωσης Σχήματα από τη βιβλιογραφία και διαφάνειες από σχετικές εφαρμογές.

44

45

46 9. ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΩΣ ΣΥΝΟΛΟ 9.1. Κατασκευή νέων εμφατνούμενων τοιχωμάτων 9.1.1 Τοιχώματα από έγχυτο ή σπανιότερα εκτοξευόμενο σκυρόδεμα 9.1.2. Προκατασκευασμένα τοιχώματα (panels) 9.1.3. «Τοιχώματα» από οπλισμένη ή άοπλη τοιχοποιία 9.2. Κατασκευή τοιχωμάτων επί των παρειών πλαισίων στύλων - δοκών Ο/Σ 9.3. Κατασκευή τοιχωμάτων Ο/Σ σε συνέχεια υποστυλωμάτων εντός ή εκτός της κάτοψης (αντηρίδες) 9.4. Προσθήκη δικτυωτών μεταλλικών συνδέσμων εμφατνούμενων ή επί των παρειών πλαισίων Ο/Σ (ποικιλία μορφών: Χ, Λ, Κ,...) Σχήματα από τη βιβλιογραφία και διαφάνειες από σχετικές εφαρμογές.

47

48

49

50

51 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Από το υλικό που παρουσιάσθηκε προκύπτουν τα εξής συμπεράσματα: i. Κατά την επισκευή των κατασκευών με βλάβες από σεισμό, λόγω εκτεταμένων καθαιρέσεων, απαιτείται πολύ προσεκτική υποστύλωση των κρίσιμων περιοχών προς αποφυγή καταρρεύσεων. ii. Κατά την επισκευή χρησιμοποιούνται υλικά και τεχνικές που σπάνια εφαρμόζονται κατά την κατασκευή νέων κτιρίων. Κατά συνέπεια, απαιτείται λεπτομερειακή μελέτη των προδιαγραφών τους και αυστηρή επίβλεψη στο έργο. iii. Η μορφή και η έκταση των επισκευών δύσκολα μπορεί να τυποποιηθεί. Πάρα πολλές φορές ο μηχανικός υποχρεούται να αυτοσχεδιάσει ώστε να προσαρμόσει τα υλικά και τις τεχνικές επέμβασης στις υφιστάμενες ειδικές συνθήκες. iv. Η διαστασιολόγηση των επισκευών γίνεται με προσεγγιστικές διαδικασίες γιατί αφενός μεν δεν έχουν αναπτυχθεί αναλυτικά μοντέλα υπολογισμού για την ποικιλία των περιπτώσεων στηριζόμενα σε εργαστηριακές μετρήσεις και αφετέρου υπάρχει υψηλού βαθμού αναξιοπιστία στον επιτυγχανόμενο στο εργοτάξιο βαθμό συνεργασίας του αρχικού στοιχείου και του μέσου επισκευής. v. Το κόστος επισκευής είναι πολύ μεγαλύτερο από το κόστος κατασκευής ενός νέου στοιχείου και τούτο γιατί συνοδεύεται από καθαιρέσεις, συγκολλήσεις, ενέματα καθώς και αδυναμία χρησιμοποιήσεως μηχανικών μέσων. Έτσι, η σύνταξη αξιόπιστου προϋπολογισμού είναι γενικά δύσκολη vi. Τέλος, επεμβάσεις που αλλοιώνουν δραστικά τα αρχικά δυναμικά χαρακτηριστικά του κτιρίου θα πρέπει να γίνονται με περισσή περίσκεψη.

52 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Πενέλης, Γ. Γ., Κάππος, Α. Ι., "Αντισεισμικές Κατασκευές από σκυρόδεμα", Θεσσαλονίκη 1990. 2. Πενέλης, Γ. Γ., Στυλιανίδης, Κ. Χ., Ιγνατάκης, Χ. Ε., "Βλάβες από σεισμό - Επισκευές - Ενισχύσεις - Διαχείριση σεισμικού κινδύνου", Πανεπιστημιακές Σημειώσεις, Μεταπτυχιακό πρόγραμμα σπουδών "Αντισεισμικός Σχεδιασμός Τεχνικών Έργων", Τμήμα Πολ. Μηχ. Α.Π.Θ., Θεσσαλονίκη 2005. 3. Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε.- Ο.Α.Σ.Π., "Συστάσεις για Προσεισμικές και Μετασεισμικές Επεμβάσεις σε Κτίρια", Αθήνα 2001. 4. Δρίτσος, Σ.Η., "Επισκευές και ενισχύσεις κατασκευών από οπλισμένο σκυρόδεμα", Πάτρα 2000. 5. Τ.Ε.Ε./Τ.Κ.Μ., "Μέθοδοι και τεχνικές προσεισμικής και μετασεισμικής επέμβασης σε κατασκευές", Πρακτικά Ημερίδας, Θεσσαλονίκη 1999.