Βούλγαρης Γεώργιος Πολιτικός Μηχανικός Ενημέρωση νέων μηχανικών σε επαγγελματικά θέματα Κέρκυρα, 20 Απριλίου 2013 ΣΤΑΤΙΚΕΣ ΜΕΛΕΤΕΣ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ Οι «στατικές μελέτες» ή καλύτερα «οι μελέτες φέροντος οργανισμού» μιας κατασκευής, συνιστούν ανεξάρτητες αυτοτελείς μελέτες είτε αναφέρονται σε ένα κτήριο, είτε σε ομάδα κτηρίων, είτε σε ένα κτιριακό έργο ως μέρος κάποιου άλλου τεχνικού έργου που παρέχουν όλα τα τεχνικά αναγκαία στοιχεία και οδηγίες με σκοπό την ασφαλή - τεχνική και τεχνοοικονομική κατασκευή του φέροντος οργανισμού ενός κτηριακού έργου. Ο όρος `μελέτη φέροντος οργανισμού` σήμερα δείχνει να ανταποκρίνεται καλύτερα στις απαιτήσεις της εποχής μας με δεδομένο ότι αυτές οι μελέτες έχουν πάψει προ πολλού να περιορίζονται στη `στατική απόκριση` ενός κτηριακού έργου. Οι σύγχρονοι κανονισμοί επιβάλλουν ως υποχρεωτική τη θεώρηση των δυναμικών χαρακτηριστικών της κατασκευής στη σεισμική φόρτιση, ακόμα και για τις πιο απλές κατασκευές, καθώς και την πλήρη δυναμική ανάλυση για τις πιο σύνθετες. ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΜΕΛΕΤΗΣ Η μελέτη περιλαμβάνει την εκπόνηση των υπολογισμών και τη σύνταξη των σχεδίων, πινάκων κλπ. που απαιτούνται για την κατασκευή του φέροντος οργανισμού, καθώς και εκτίμηση της προβλεπόμενης για την εκτέλεση δαπάνης. Επειδή κατανοούμε την διεπιστημονικότητα των σύγχρονων μελετών απαιτείται έλεγχος και αλληλοκατανόηση της φιλοσοφίας σχεδιασμού και των σχεδίων με όλες τις ειδικότητες μηχανικού. Οι μελέτες φέροντος οργανισμού κτηριακών έργων θα πρέπει να περιλαμβάνουν : Την πλήρη περιγραφή του δομικού και του φορτιστικού προσομοιώματος και, εφόσον απαιτείται, του υπολογιστικού προσωμοιώματος του φέροντος οργανισμού και του εδάφους θεμελίωσης του κτηριακού έργου. Την ανάλυση της μηχανικής συμπεριφοράς του Φ.Ο. σε όλους τους προβλεπόμενους από τους κανονισμούς συνδυασμούς δράσεων. Τους ελέγχους του Φ.Ο. σε όλες τις προβλεπόμενες από τους κανονισμούς οριακές καταστάσεις αστοχίας και λειτουργικότητας. Τα γενικά σχέδια και τα σχέδια λεπτομερειών για την κατασκευή του Φ.Ο..
Οργανόγραμμα και ειδικές μελέτες, εάν απαιτούνται, για τα κρίσιμα ενδιάμεσα στάδια της κατασκευής. Περιγραφή των απαραίτητων ελέγχων ποιότητας των υλικών της κατασκευής ή και μνεία των σχετικών κανονισμών που επιβάλλουν τους ελέγχους. ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ Οι μελέτες φέροντος οργανισμού θα πρέπει να είναι συνταγμένες στην ελληνική γλώσσα και να χρησιμοποιούν το διεθνές σύστημα μονάδων (S.I.). Πρέπει να χρησιμοποιούν τους συμβολισμούς των ισχύοντων ελληνικών κανονισμών, όπου υπάρχουν, και, όπου δεν υπάρχουν, θα πρέπει να επισημαίνονται οι πλήρεις επεξηγήσεις των συμβολισμών και στα τεύχη και στα σχέδια. Επίσης θα πρέπει να είναι τευχοποιημένες σε κατάλληλη μορφή, ώστε να μπορούν να διατηρηθούν σε όλη τη διάρκεια ζωής του έργου. Ακόμη θα πρέπει να έχουν αυτοτέλεια και επάρκεια στοιχείων, ώστε να είναι δυνατή η πλήρης κατανόησή τους σε όλη τη διάρκεια ζωής του έργου, χωρίς να απαιτείται η εκ μέρους γνώση του διπλωματούχου μηχανικού χρήστη (συντάκτη, ελέγχοντα, επιβλέποντα, κατασκευαστή, μελετητή μελλοντικής προσθήκης, μελετητή ενισχύσεων ή επισκευών κλπ.), του λογισμικού που χρησιμοποιήθηκε για τη σύνταξη της μελέτης. ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΙ Κατά την εκπόνηση των μελετών φέροντος οργανισμού των κτιριακών έργων θα λαμβάνονται υπ' όψη οι εκάστοτε ισχύοντες Κανονισμοί και Αποφάσεις για τη μελέτη και εκτέλεση κτιριακών έργων. Στην παρούσα χρονική περίοδο το προτεινόμενο κανονιστικό πλαίσιο για την εκπόνηση των στατικών μελετών παρουσιάζεται παρακάτω: ΕΛΛΗΝΙΚΟΙ ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΙ ΥΠΟΒΑΘΡΟΥ Β.Δ. 10/31-12-1945, (ΦΕΚ 325/Α) «Περί Κανονισμού Φορτίσεων Δομικών Έργων» Β.Δ. 18/26-2-1954, (ΦΕΚ 160/Α) «Κανονισμοί Οπλισμένου Σκυροδέματος» Β.Δ. 19/26-12-1959, (ΦΕΚ 36/Α) «Περί Αντισεισμικού Κανονισμού Οικοδομικών Έργων» ΕΛΛΗΝΙΚΟΙ ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΙ Ελληνικός Κανονισμός Οπλισμένου Σκυροδέματος (Ε.Κ.Ω.Σ. 2000).(ΦΕΚ 1153/Β /12-8-2003, 18.4.9 ΦΕΚ 447/Β /5-3-2004, ΦΕΚ 576/Β /28-4-2005) Ελληνικός Αντισεισμικός Κανονισμός (Ε.Α.Κ.) Έκδοση 2000,.(ΦΕΚ 781/Β/ 28-06- 2006, ΦΕΚ 1154/Β /12-8-2003) Κανονισμός Τεχνολογίας Σκυροδέματος 1997, ΦΕΚ 315/Β/17-4-97 Νέος Κανονισμός Τεχνολογίας Χαλύβων Οπλισμού Σκυροδέματος 2008 (ΦΕΚ 1416/Β/17-07-2008 και ΦΕΚ 2113/Β/13-10-2008) Κανονισμός Επεμβάσεων (ΚΑΝΕΠΕ), 2011 (ΦΕΚ 3019/Β/20-01-20012)
ΕΥΡΩΚΩΔΙΚΕΣ ENV - 1991-1-1:2002 Ευρωκώδικας 1: Δράσεις στις κατασκευές ENV - 1992-1-1:2004 Ευρωκώδικας 2: Σχεδιασμός κατασκευών από σκυρόδεμα. ENV - 1993-1-1:2004 Ευρωκώδικας 3 : Υπολογισμός Κατασκευών από Χάλυβα. ENV - 1995-1-1:2003 Ευρωκώδικας 5 : Υπολογισμός Ξύλινων Κατασκευών ENV - 1996-1-1:2003 Ευρωκώδικας 6 : Σχεδιασμός κατασκευών από τοιχοποιία ENV - 1997-1-1:2004 Ευρωκώδικας 7 : Γεωτεχνικός Σχεδιασμός ENV - 1998-1-1:2004 Ευρωκώδικας 8 : Αντισεισμικός σχεδιασμός κατασκευών ΕΙΔΙΚΗ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ Π.Δ. 696/74 : «Προδιαγραφές συντάξεως μελετών τεχνικών Έργων» Π.Δ. 515/89 : «Περί αμοιβών μηχανικών δια σύνταξης μελετών» ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΜΕΛΕΤΩΝ 1. Μελέτες ιδιωτικών έργων 2. Μελέτες δημοσίων έργων ΜΕΛΕΤΕΣ ΦΕΡΟΝΤΟΣ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ ΓΙΑ ΙΔΩΤΙΚΑ ΕΡΓΑ Η εκπόνηση, σύνταξη και παρουσίαση των μελετών ιδιωτικών κτιριακών έργων γίνεται σύμφωνα με τις διατάξεις του ΠΔ-696/74 προσαρμοσμένες στις απαιτήσεις των ιδιωτικών έργων, στα ειδικότερα στοιχεία που απαιτούνται για την έκδοση αδειών και στις απαιτήσεις του ΓΟΚ/85, ΝΟΚ/12 και των λοιπών ισχυουσών πολεοδομικών διατάξεων. Η μελέτη φέροντος οργανισμού θα πρέπει να περιλαμβάνει : 1. Τεύχος Υπολογισμών 2. Γενικά σχέδια της φέρουσας κατασκευής 3. Σχέδια λεπτομερειών 1.Τευχος Υπολογισμών 1.α Τεχνική Έκθεση Η τεχνική έκθεση θα πρέπει να περιλαμβάνει: Περιγραφή του έργου (ιστορικό, χρήση, αριθμό ορόφων, προβλέψεις, επεκτάσεις κλπ) Το είδος της κατασκευής (οπλισμένο σκυρόδεμα, φέρουσα τοιχοποιία, σιδηρά κατασκευή, ξύλινη κατασκευή κλπ) Το είδος του φορέα, σύστημα θεμελίωσης κλπ
Τις μεθόδους υπολογισμού Τις παραδοχές των φορτήσεων του υπολογισμού Την ποιότητα των υλικών κατασκευής Το είδος του εδάφους θεμελίωσης και την εκτίμηση της επιτρεπόμενης τάσης φορτήσεως Την περιοχή σεισμικότητας, τον συντελεστή σπουδαιότητας της κατασκευής και το σεισμικό συντελεστή. Τα πάχη επικάλυψης των οπλισμών. 1.β Υπολογισμός των στατικών μεγεθών και δυναμική ανάλυση Στο στάδιο αυτό περιλαμβάνεται η επίλυση του προσομοιώματος με τον υπολογισμό όλων των εντατικών μεγεθών των φέροντων στοιχείων της κατασκευής στις χαρακτηριστικές θέσεις των αναπτυσσόμενων τάσεων ή παραμορφώσεων και η σύγκρισή τους με τις επιτρεπόμενες. Στο στάδιο αυτό περιλαμβάνεται η δυναμική ανάλυση και ο αντισεισμικός έλεγχος της κατασκευής. 2. Γενικά σχέδια της φέρουσας κατασκευής Τα γενικά σχέδια του φέροντος οργανισμού θα σχεδιάζονται στην ίδια κλίμακα με τα αντίστοιχα σχέδια της αρχιτεκτονικής μελέτης και θα περιλαμβάνουν κατόψεις όλων των ορόφων και των θεμελίων και σχηματική τομή. Στα σχέδια αυτά θα εμφανίζονται: Οι βασικές παραδοχές κατ' ελάχιστον, όπως ποιότητα υλικών, τάση εδάφους, σεισμικότητα και πάχη επικαλύψεως οπλισμών. Τα γεωμετρικά μεγέθη των φερόντων στοιχείων ή ενδείξεις μορφής και διατομών για τα σιδηρά και ξύλινα έργα, οι στάθμες κλπ. Οι οπλισμοί, σε περιπτώσεις φορέων οπλισμένου σκυροδέματος. Εκτός από τους κύριους οπλισμούς αναγράφονται οι συνδετήρες, οι διανομές, ο οπλισμός μοντάζ και κάθε άλλος οπλισμός που προκύπτει από τους υπολογισμούς ή είναι κατασκευαστικώς απαραίτητος. Τοπικές τομές στα σημεία αλλαγής στάθμης κλπ. Τα σταθερά σημεία των κατακορύφων φερόντων στοιχείων και οι διαστάσεις που καθορίζουν τη θέση όλων των κατακορύφων και οριζοντίων στοιχείων. Οι διαστάσεις, τα βάθη και οι θέσεις όλων των στοιχείων της θεμελίωσης (πέδιλα, πάσαλοι, πεδιλοδοκοί, συνδετήριες δοκοί κλπ. κατά περίπτωση) και οι συντεταγμένες των σταθερών σημείων των στύλων και τοιχείων ως προς σταθερό σύστημα ορθογωνίων αξόνων. Στις κατόψεις των γενικών σχεδίων σημειώνονται και προσδιορίζονται οριζοντιογραφικά όλες οι οπές των πλακών (φωταγωγοί, καπναγωγοί, αεραγωγοί, διέλευση σωληνώσεων κλπ.). Υπόμνημα με σκαριφήματα και γενικές παρατηρήσεις, χρήσιμες για την κατανόηση του σχεδίου και για την σωστή εφαρμογή των Κανονισμών και της μελέτης (συνδετήρες και πύκνωσή τους, κρίσιμο μήκος τυπικός οπλισμός τοιχίων και παραστάδων, μήκος αναμονών, θέσεις κάμψεως διατμητικού οπλισμού κλπ.).
3. Σχέδια Λεπτομερειών Τα σχέδια λεπτομερειών, σε κατάλληλη κλίμακα 1:50 ή 1:20 ή 1:10 κλπ., μπορούν να σχεδιάζονται σε ιδιαίτερη πινακίδα ή επί των γενικών σχεδίων. Συνίστανται σε κατακόρυφες ή οριζόντιες τομές που έχουν σκοπό να προσδιορίσουν επακριβώς τη μορφή, τις διαστάσεις και τον τρόπο οπλίσεως των διατομών ή τμημάτων φορέων προς αποφυγήν σφαλμάτων ή αμφιβολιών κατά την κατασκευή. Σχέδια λεπτομερειών απαιτούνται: Για την ένδειξη του τρόπου οπλίσεως στύλων και τοιχωμάτων. Για την χάραξη της τυπικής κλίμακας οπλισμένου σκυροδέματος. Για την ένδειξη των οπλισμένων αναρτήσεων, μεγάλων συγκεντρωμένων φορτίων, φυτευτών στύλων, οπλισμού διατρήσεως πλακών κλπ. Για την ένδειξη των οπλισμών εσχαρών, κελυφών, πτυχωμάτων στεγών, προεντεταμένων φορέων, κεκαμμένων ή καμπύλων δοκών, μεγάλων προβόλων (άνω των τριών μέτρων), πλαισίων κλπ. Για την ένδειξη στηθαίων, μετώπων (κρεμαστών ή ανεστραμμένων), σκοτιών κλπ. Για τη ένδειξη κόμβων ζευκτών και λοιπών σιδηρών ή ξύλινων κατασκευών κλπ. Για την ένδειξη της στάθμης εδρεύσεως του φρέατος του ανελκυστήρος (σε σχέση με την υπόλοιπη θεμελίωση και την κατώτατη στάθμη), των οπών διελεύσεως συρματοσκοίνων και τροχαλιών και του απαιτουμένου ύψους και διατάξεως τροχαλιοστασίου κλπ. ΣΤΑΤΙΚΕΣ ΜΕΛΕΤΕΣ ΔΗΜΟΣΙΩΝ ΕΡΓΩΝ Η εκπόνηση, σύνταξη και παρουσίαση των μελετών δημοσίων κτιριακών έργων γίνεται σύμφωνα με τις διατάξεις του ΠΔ-696/74 προσαρμοσμένες στις απαιτήσεις του ΓΟΚ/85, ΝΟΚ/12 και των λοιπών ισχυουσών πολεοδομικών διατάξεων. Η στατική μελέτη πραγματοποιείται σε τρεις φάσεις.
Α Φάση : Προμελέτη Τεχνική έκθεση αναφερόμενη στα υλικά και τον τρόπο κατασκευής του φέροντα οργανισμού του κτηρίου και της θεμελίωσης αυτού, κατόπιν αξιολογήσεως των αποτελεσμάτων της γεωτεχνικής έρευνας του εδάφους θεμελίωσης, καθώς και τις παραδοχές του υπολογισμού, ως προς την φόρτιση και τους χρησιμοποιούμενους κανονισμούς. Την εκπόνηση σχηματικών σχεδίων διατάξεων των κύριων στοιχείων του φέροντος οργανισμού των κτηρίων, σύμφωνα με τις προτεινόμενες αρχιτεκτονικές λύσεις. Β Φάση : Οριστική Μελέτη Ανάλυση Δομικών Συστημάτων σε βασικούς φορείς ανάληψης συνήθων και σεισμικών δράσεων. Αποτίμηση συμπεριφοράς Δομικού Συστήματος λαμβάνοντας υπόψη την μορφολογία του και τα χρησιμοποιούμενα υλικά. Σχέδια ξυλοτύπων με τις διαστάσεις των διαφόρων στοιχείων της κατασκευής (πάχη πλακών, διατομές δοκών, υποστυλωμάτων και περίπου διαστάσεις πεδίλων, πεδιλοδοκών, πασσαλώσεως.) Σχέδια γενικής διάταξης και μορφολογία συνδέσεων για τις κατασκευές με φέροντα οργανισμό από χάλυβα ή ξυλεία. Τεχνική περιγραφή των κτηρίων. Προμέτρηση και προϋπολογισμός κατά προσέγγιση βάση των σχεδίων της οριστικής μελέτης. Γ Φάση : Μελέτη Εφαρμογής Λεπτομερής στατικός και αντισεισμικός υπολογισμός των στοιχείων του φέροντος οργανισμού των κατασκευών. Σχέδια ξυλοτύπων με λεπτομέρειες διαστάσεων, υψομέτρων και λοιπών στοιχείων. Σχέδια λεπτομερειών (κλίμακες, ζευκτά, κτλ). Σχέδια λεπτομερειών κατασκευών από χάλυβα ή ξυλεία. Σχέδια αναπτυγμάτων δοκών. Τεχνική Περιγραφή Σύνταξη Οικονομικών Στοιχείων επεμβάσεων (Προμετρήσεις, Προϋπολογισμός). Χρονικός προγραμματισμός Σύνταξη Τευχών Δημοπράτησης και Σ.Α.Υ. Φ.Α.Υ. ΔΙΑΦΟΡΕΣ ΜΕΛΕΤΩΝ ΓΙΑ ΔΗΜΟΣΙΑ ΚΑΙ ΙΔΩΤΙΚΑ ΕΡΓΑ Εκπονούνται σε περισσότερα στάδια Ζητείται μεγαλύτερη διερεύνηση Απαιτούν αναλυτικότερο τρόπο παρουσίασης Μεγαλύτερες αμοιβές
ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΙΚΗ ΑΒΕΒΑΙΟΤΗΤΑ - ΣΦΑΛΜΑΤΑ Είναι πολύ πιθανό οι μελέτες φέροντος οργανισμού κτηριακών έργων να περιέχουν σφάλματα. Οι συνέπειες από τα σφάλματα μπορεί να είναι ιδιαίτερα οδυνηρές και να εκδηλωθούν τη χειρότερη δυνατή στιγμή όπως στην περίπτωση ενός ισχυρού σεισμού. Αιτίες που οδηγούν σε σφάλματα είναι : 1. Θεώρηση λανθασμένων παραδοχών (π.χ. συντελεστής εδάφους) 2. Λανθασμένη προσομοίωση Τρόποι περιορισμού αβεβαιότητας O συντάκτης μιας Μελέτης Φ.O. έχει πολλές δυνατότητες να περιορίσει τον κίνδυνο σφαλμάτων στη Μελέτη του, τις οποίες αναμφίβολα πρέπει να αξιοποιεί. Oι δυνατότητες αυτές και περιλαμβάνουν: α) Τις γραφικές μεθόδους παραστάσεως δεδομένων και αποτελεσμάτων για τη διευκόλυνση του ελέγχου τους. β) Τα δοκιμαστικά προβλήματα για τον έλεγχο ορθής χρήσεως και λειτουργίας του Προγράμματος Η.Υ. γ) Τα συγκεντρωτικά αποτελέσματα για τον χονδρικό έλεγχο των αποτελεσμάτων. δ) Τις εναλλακτικές αναλύσεις (re-analyses) του Φ.O. με Η.Υ., ώστε να αντιμετωπίζονται κατά το δυνατόν οι αβεβαιότητες στην προσομοίωση του Φ.O. ε) Τις χονδρικές προσεγγίσεις όλων των κρισίμων αποτελεσμάτων, ώστε να αποφεύγονται, κατά το δυνατόν, τα χονδροειδή σφάλματα. στ) Τους ειδικούς ελέγχους, που είναι ενσωματωμένοι στο Πρόγραμμα Η.Υ. που χρησιμοποιεί.