Κατασκευές από φέρουσα τοιχοποιία Κονιάματα Τα κονιάματα έχουν σκοπό να ενώσουν τα λιθοσώματα. Οι μηχανικές τους ιδιότητες επηρεάζουν τα μηχανικά χαρακτηριστικά της τοιχοποιίας. Παλαιότερα : άσβεστος, χώμα, κεραμικά θραύσματαηφαιστειακή τέφρα Σήμερα : άσβεστος, τσιμέντο, άμμος, νερό (πρόσθετα αν απαιτούνται). Το τσιμέντο αυξάνει την αντοχή, η άσβεστος την πλαστιμότητα και το νερό την εργασιμότητα.
Κατασκευές από φέρουσα τοιχοποιία Η κατάλληλη ποσότητα νερού που πρέπει να έχει ένα κονίαμα είναι τόση ώστε κατά τη διάστρωση να μη φεύγει στα πλάγια. Η μικρή ποσότητα νερού ή η απορρόφηση του από τα λιθοσώματα έχει ως συνέπεια τη μη εξάπλωση του κονιάματος και την επακόλουθη κακή επαφή τους. Γι αυτό το λόγο τα τούβλα πρέπει να διαβρέχονται πριν την χρήση τους.
Κατασκευές από φέρουσα τοιχοποιία Κατάταξη κονιαμάτων κατά τον EC6 Κονίαμα γενικής χρήσης : Πάχος αρμού μεγαλύτερο από 3mm. Κονίαμα λεπτής στρώσης : Πάχος αρμού από 1 έως 3 mm. Ελαφροκονίαμα : Παράγεται από ελαφροβαρή υλικά (περλίτη, ελαφρόπετρα) που όταν σκληρυνθούν έχουν πυκνότητα < 1500 kg/m 3. Σύμφωνα με τον EC6 το πάχος κονιάματος γενικής χρήσης και ελαφροκονιάματος σε οριζόντιους και κατακόρυφους αρμούς πρέπει να είναι από 8 έως 15 mm Η ποιότητα ενός κονιάματος χαρακτηρίζεται από το γράμμα Μ (mortar=κονίαμα) ακολουθούμενο από τη χαρακτηριστική θλιπτική αντοχή
Αντοχή σε θλίψη κονιάματος Είναι η μέση θλιπτική αντοχή από 6 πρισματικά δοκίμια κονιάματος διαστάσεων κύβου 40x40x40 (mm) fm,c =P / (b L) Κατά EC6, 5 τύποι κονιαμάτων ανάλογα με την αντοχή. Μ2, Μ5, Μ10, Μ15, Μ20. (Μ=mortar) Σε άοπλη και περισφιγμένη τοιχοποιία Μ>5 MPa Σε οπλισμένη τοιχοποιία Μ>10 MPa
Αντοχή σε κάμψη κονιάματος Ελέγχονται δοκίμια διαστάσεων 40x40x160 (mm) με άνοιγμα στηρίξεων 100 mm f m,fl = 1,5 P L / (b h 2 ) P : φορτίο θραύσης b, l : οριζόντιες διαστάσεις δοκιμίου L : απόσταση των στηρίξεων της μηχανής h : ύψος δοκιμίου
Πειραματικός έλεγχος αντοχής κονιάματος Δοκίμια : 40x 40x 160
Κατασκευές από φέρουσα τοιχοποιία Φυσικοί λίθοι Ορθή δόμηση της τοιχοποιίας Η ορθή δόμηση των λιθοσωμάτων από φυσικούς λίθους ή η δόμηση «με τους κανόνες της τέχνης» όπως συνηθίζεται να λέγεται, είναι τέχνη που τη κατείχαν λίγοι κτίστες, οι πετράδες Πολλές περιοχές που φημίζονται για τους τεχνίτες της πέτρας (π.χ. Λαγκάδια Αρκαδίας, Χλανδίτσα Αχαΐας, Περτούλι Τρικάλων, Ήπειρος) Τα τελευταία χρόνια παρατηρείται μία στροφή στη χρήση και την αξιοποίηση των υπαρχόντων κτιρίων και υλικών, που έχει ως αποτέλεσμα αρκετά παλαιά κτίρια να επισκευάζονται και πολλές φορές να ενισχύονται
Κατασκευές από φέρουσα τοιχοποιία Για τη σωστή διαμόρφωση της τοιχοποιίας απαιτούνται τα εξής: Θλιπτική αντοχή λιθοσωμάτων. Επιλογή λιθοσωμάτων με γνωστές ιδιότητες και χρήση ενός τύπου πλίνθων στην κατασκευή Αντοχή του κονιάματος - σε σχέση και με την αντοχή των πλίνθων (Μ 2,5). Ομαλή και καθαρή (χωρίς ξένα σώματα) επιφάνεια έδρασης πλίνθων για να εξασφαλίζεται καλή επαφή με το κονίαμα και ομοιόμορφη κατανομή των τάσεων Κανονική μορφή Δυσμενείς μορφές
Κατασκευές από φέρουσα τοιχοποιία Αλληλεμπλοκή πλίνθων ώστε να μην υπάρχει συνεχής κατακόρυφος αρμός. Επαρκής χρήση μπατικών λίθων (λίθων με μήκος τους κατά του πάχους του τοίχου) Καλή διάταξη και εμπλοκή λίθων Κακή διάταξη και εμπλοκή λίθων
Κατασκευές από φέρουσα τοιχοποιία Στο τελείωμα τοίχων και στη συμβολή τους με άλλους (γωνίες) να τοποθετούνται ισχυρά λιθοσώματα (αγκωνάρια)
Κατασκευές από φέρουσα τοιχοποιία Οι λίθοι περιβάλλονται από όλες τις μεριές με κονίαμα εκτός από το πρόσωπό τους. Προσοχή στην ποσότητα κονιάματος (αδύναμο σημείο της τοιχοποιίας) Στις ανεπίχριστες λιθοδομές να διαμορφώνονται λείοι αρμοί ώστε να μην υπάρχει προσβολή από υγρασία. Σωστή αρμολόγηση Κακή αρμολόγηση
Κατασκευές από φέρουσα τοιχοποιία Στις επιχρισμένες λιθοδομές ο αρμός δεν πρέπει να ενώνεται με το επίχρισμα. Σωστή αρμολόγηση Κακή αρμολόγηση
Αντοχή σε θλίψη τοιχοποιίας, fk Ο προσδιορισμός των μηχανικών ιδιοτήτων της τοιχοποιίας είναι δύσκολος αφού αφενός δεν πρόκειται για ομοιογενές και ισότροπο υλικό και αφετέρου δεν είναι βιομηχανικό υλικό με σταθερή και ελεγχόμενη ποιότητα. Εξαιτίας των παραπάνω Οι εργαστηριακοί προσδιορισμοί των μηχανικών χαρακτηριστικών συγκρίνονται με τις θεωρητικές σχέσεις που υπάρχουν στη Βιβλιογραφία. Ο προσδιορισμός της αντοχής ενός δοκιμίου στο εργαστήριο γίνεται με πρότυπες δοκιμές οι οποίες δεν αναπαριστούν πάντοτε τις πραγματικές συνθήκες.
Η αντοχή σε θλίψη της τοιχοποιίας εξαρτάται: από τα χαρακτηριστικά των τοιχοσωμάτων (αντοχή, τύπος, γεωμετρία, οπές, υδατοαπορροφητικότητα) από τα χαρακτηριστικά του κονιάματος (λόγος Ν/Τ), το σχετικό πάχος του κονιάματος και τη σχετική παραμόρφωση των 2 υλικών από τις συνθήκες που επικρατούν στην τοιχοποιία (τρόπος εμπλοκής των λιθοσωμάτων, ποιότητα κατασκευής, διεύθυνση φόρτισης, τρόπος επιβολής της φόρτισης κ.λπ.)
Κατά τον EC6 προτείνονται οι εμπειρικές σχέσεις: fk=k*fb 0,70 *f 0,30 m (κονίαμα γενικής χρήσης) fk=k*fb 0,85 (κονίαμα λεπτής στρώσης group 1&4) fk=k*fb 0,70 (κονίαμα λεπτής στρώσης group 2&3) Κ : συντελεστής που εξαρτάται από το υλικό & από την ομάδα των λιθοσωμάτων καθώς και από το κονίαμα (βλ. Πιν. 3.3) f b : η ανηγμένη θλιπτική αντοχή του λιθοσώματος fb<75 MPa για κονίαμα γενικής χρήσης, fb<50 MPa για κονίαμα λεπτής στρώσης fm : η μέση θλιπτική αντοχή του κονιάματος fm [< min(20mpa ή 20Ν/mm 2, 2fb) για κονίαμα γεν. χρήσης fm < 10 MPa για ελαφροκονίαμα Αν υπάρχει κατακόρυφος αρμός (σε όλο το ύψος της τοιχοποιίας ή σε τμήμα της) ο συντελεστής Κ πολλαπλασιάζεται επί 0,8
Πιν. 3.3. Συντελεστής Κ για τον προσδιορισμό της fk
Αντοχή σε διάτμηση τοιχοποιίας, fvk Σχέσεις EC6 (προτείνεται ο πειραματικός προσδιορισμός της) : Για κονίαμα γενικής εφαρμογής ή κονίαμα λεπτής στρώσηςσε οριζόντιους αρμούς πάχους 0,5 έως 3 mm ή ελαφροκονίαμα Λαμβάνεται η μικρότερη από τις τιμές που δίνουν οι παρακάτω σχέσεις: f vk = f vko + 0.40σ d fvk= 0,065f b > fvkο f vko από Πίνακα 3.4 σ d = η κατακόρυφη θλιπτική τάση
f vko : διατμητική αντοχή χωρίς την ύπαρξη κατακόρυφης ορθής τάσης - δηλαδή η συνάφεια (από πίνακες) σ d : ορθή τάση σχεδιασμού στο σημείο ελέγχου για το συνδυασμό των φορτίων σχεδιασμού f b : ανηγμένη θλιπτική αντοχή των τοιχοσωμάτων για διεύθυνση φορτίο κάθετα στην έδρα τους
Πιν. 3.4. Τιμές fvko για κονιάματα
Αντοχή σε κάμψη τοιχοποιίας, fxk Ο EC6 προτείνει τον πειραματικό προσδιορισμό της καμπτικής αντοχής της τοιχοποιίας και για τις 2 περιπτώσεις κάμψης: α) Φόρτιση με θραύση παράλληλα στους αρμούς και β) Φόρτιση με θραύση κάθετα στους αρμούς. Φόρτιση με θραύση παράλληλα στους αρμούς Φόρτιση με θραύση παράλληλα στους αρμούς
Στην περίπτωση που δεν διεξάγονται πειραματικές δοκιμές οι τιμές των καμπτικών αντοχών παράλληλα και κάθετα στους αρμούς, αντίστοιχα fxk1 και fxk2 μπορεί να προσδιοριστούν από τους Πίνακες στις σελίδες 85&86 εφόσον ισχύουν τα παρακάτω: Το κονίαμα λεπτής στρώσης και το ελαφροβαρές είναι τουλάχιστο Μ5 Οι τιμές της fxk1 αναφέρονται για τοιχοποιία ανεξάρτητα με το αν οι κατακόρυφοι αρμοί πληρούνται με κονίαμα Οι τιμές της fxk2 αναφέρονται για τοιχοποιία με μη πληρωμένους τους κατακόρυφους αρμούς
Πιν. Σελ. 85. Τιμές καμπτικής αντοχής fxk1 για επίπεδο αστοχίας παράλληλο στους αρμούς
Πιν. Σελ. 86. Τιμές καμπτικής αντοχής fxk2 για επίπεδο αστοχίας κάθετα στους αρμούς
Παράδειγμα 2: Για την τοιχοποιία με τα παρακάτω χαρακτηριστικά: Λιθοσώματα με ανηγμένη θλιπτική αντοχή fb=4,675 MPa Λιθοσώματα αργιλικά group 2 Κονίαμα γενικής χρήσης Μ5 Κατηγορία ελέγχου παρασκευής λιθοσωμάτων ΙΙ Κατηγορία ποιοτικού ελέγχου κατασκευής 2 να υπολογιστούν τα παρακάτω: α) η χαρακτηριστική θλιπτική αντοχή της τοιχοποιίας β) η χαρακτηριστική διατμητική αντοχή της τοιχοποιίας γ) η χαρακτηριστική αντοχή σε κάμψη της τοιχοποιίας δ) οι αντοχές σχεδιασμού βάσει των παραπάνω χαρακτηριστικών αντοχών
α) Για κονίαμα γενικής χρήσης η αντοχή σε θλίψη της τοιχοποιίας προσδιορίζεται από τη σχέση: fk = K fb 0,70 fm 0,30 Κ=0,45 από Πίνακα 3.3 fb = 4,675 MPa fm= 5 MPa fk = 0,45 4,675 0,70 5,0 0,30 = 2,15 N/mm 2
β) Η αντοχή σε διάτμηση της τοιχοποιίας προσδιορίζεται η μικρότερη από τις τιμές που δίνουν οι παρακάτω σχέσεις: fvk= fvko + 0,40σd (1) fvk= 0,065fb > fvkο (2) fvko = 0,20 από Πίνακα 3.4 fb= 4,675 MPa (2) fvk = 0,065fb = 0,065 4,675 = 0,30 MPa >0,20 (1) fvk = 0,20+ 0,40σd Για σd=0 fvk=0,20. Max fvk=0,30 MPa ή N/mm 2 fvk 0,30 0,20 0,25 σd
γ) Η αντοχή σε κάμψη της τοιχοποιίας προσδιορίζεται από τους Πίνακες σελ. 85 και 86: Για θραύση παράλληλη με τους αρμούς: fxk1 = 0,10 N/mm 2 Για θραύση κάθετη στους αρμούς: fxk2 = 0,40 N/mm 2
δ) Για κατηγορία ελέγχου παρασκευής λιθοσωμάτων Β και ελέγχου δόμησης 3 από τον Πίνακα 2.2 ο συντελεστής ασφάλειας γm προκύπτει γm=2,5. Οπότε οι τιμές σχεδιασμού των αντίστοιχων μεγεθών είναι: f d = f k /γ m = 2,15/2,5 = 0,86 N/mm 2 f vd0 = f vk0 /γ m = 0,20/2,5 = 0,08 N/mm 2 f xd1 = f xk1 /γ m = 0,10/2,5 = 0,04 N/mm 2 f xd2 = f xk2 /γ m = 0,40/2,5 = 0,16 N/mm 2
Πίν. 2.2. Συντελεστής ασφάλειας γm