παραδείγµατα εφαρµογής επισκευών/ενισχύσεων

ΤΕΕ - ΑΝΣΜ/ΥΠΠΟ ΗΜΕΡΙ Α «Η αντισεισµικότητα των παραδοσιακών κατασκευών» Αθήνα, Ζάππειο Μέγαρο, 08.12.2008 Προβλήµατα αντισεισµικού σχεδιασµού διατηρητέων κτιρίων, παραδείγµατα εφαρµογής επισκευών/ενισχύσεων Μ.Π.Χρονόπουλος Π.Μ./ΕΩΣ Ε.Μ.Π. Ν.Σ.Ζυγούρης Π.Μ., MSc σελ. 1

ΤΕΕ - ΑΝΣΜ/ΥΠΠΟ ΗΜΕΡΙ Α «Η αντισεισµικότητα των παραδοσιακών κατασκευών» Αθήνα, Ζάππειο Μέγαρο, 08.12.2008 Περιεχόµενα 1. Περίληψη...3 2. Ι ΙΑΙΤΕΡΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΑΠΟΤΥΠΩΣΗΣ ΙΑΤΗΡΗΤΕΩΝ ΚΤΙΡΙΩΝ...4 3. Ι ΙΑΙΤΕΡΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΑΠΟΤΙΜΗΣΗΣ ΚΑΙ ΑΝΑΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ ΙΑΤΗΡΗΤΕΩΝ ΚΤΙΡΙΩΝ...5 4. ΕΚΕΦ EC6...7 5. ΤΟΙΧΟ ΟΜΕΣ ΑΟΠΛΕΣ ΕΛΛΗΝΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ...9 6. ΠΑΡΑ ΕΙΓΜΑΤΑ ΜΕΛΕΤΗΣ & ΕΠΕΜΒΑΣΗΣ, ΛΕΠΤΟΜΕΡΕΙΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ...11 σελ. 2

ΤΕΕ - ΑΝΣΜ/ΥΠΠΟ ΗΜΕΡΙ Α «Η αντισεισµικότητα των παραδοσιακών κατασκευών» Αθήνα, Ζάππειο Μέγαρο, 08.12.2008 Προβλήµατα αντισεισµικού σχεδιασµού διατηρητέων κτιρίων, παραδείγµατα εφαρµογής επισκευών/ενισχύσεων Μ. Χρονόπουλος / Ν. Ζυγούρης, Πολ. Μηχ. ΕΜΠ 1. Περίληψη Στην ανακοίνωση παρουσιάζεται στην αρχή, βεβαίως συνοπτικώς, µια σειρά προβληµάτων που σχετίζονται µε την αποτύπωση, την δοµητική αποτίµηση και τον σχεδιασµό των επισκευών/ενισχύσεων διατηρητέων κτιρίων (έως και µνηµείων), κυρίως υπό σεισµόν, στο πλαίσιο των σχετικών σύγχρονων αντιλήψεων αλλά και κανονιστικών διατάξεων, όπως αυτές του ΚΑΝΕΠΕ (για κτίρια από οπλισµένο σκυρόδεµα). Επίσης, από συγκεκριµένα παραδείγµατα µελέτης και επέµβασης σε αρκετά κτίρια αυτού του τύπου, παρουσιάζονται και σχολιάζονται χαρακτηριστικές λεπτοµέρειες εφαρµογής ιδιαίτερων δοµητικών επισκευών/ενισχύσεων, όπως : Η βελτίωση της διαφραγµατικής λειτουργίας πατωµάτων, σε συνδυασµόν µε την βελτίωση των εδράσεων/στηρίξεων των δοκών Η διάταξη εσωτερικών ηµι-εντοιχισµένων διαζωµάτων, δίκην ενισχυµένων ζωνών, ή η διάταξη ελαφρών µανδυών Η διάταξη χαλύβδινων ελκυστήρων αλλά και (ταυτοχρόνως) θλιπτήρων Η διάταξη τυφλών ανοξείδωτων εµβολίων συρραφής µεγαλορωγµών ή ειδικών συνδετήρων Η περίδεση ρηγµατωµένων κιόνων (ή στύλων) µε τιράντες/ταινίες από ινοπλισµένα πλαστικά. σελ. 3

ΤΕΕ - ΑΝΣΜ/ΥΠΠΟ ΗΜΕΡΙ Α «Η αντισεισµικότητα των παραδοσιακών κατασκευών» Αθήνα, Ζάππειο Μέγαρο, 08.12.2008 2. Ι ΙΑΙΤΕΡΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΑΠΟΤΥΠΩΣΗΣ ΙΑΤΗΡΗΤΕΩΝ ΚΤΙΡΙΩΝ Λεπτοµέρειες υπογείου (αν υπάρχει) και θεµελίωσης, δόµηση, πάχος, βάθος κ.λπ. Λεπτοµέρειες δόµησης των τοίχων της ανωδοµής, ποδιές και πρέκια, συνδέσεις παρειών τοίχων και γωνιών, δόµηση γωνιών κ.λπ. Ενσωµατωµένα ή «ελεύθερα» ξύλινα ή χαλύβδινα στοιχεία, διαζώµατα (κάθε είδους), θλιπτήρες / ελκυστήρες κ.λπ. Λεπτοµέρειες έδρασης και στήριξης δοκών, κάθε είδους, αν δεν πρόκειται να αντικατασταθούν πλήρως Λεπτοµέρειες στέγης, συνδέσεων, εδράσεων, κ.λπ. αν δεν πρόκειται να αντικατασταθεί πλήρως Ενδεχόµενως, λεπτοµέρειες ιδιαίτερων (και βαριών) κλιµακοστασίων, π.χ. µαρµάρινων, στον χώρον Ιδιαίτερα µηχανικά χαρακτηριστικά των υλικών, αρµοί τοίχων και όγκος κονιάµατος, φωλιές και κενά κ.λπ. Προηγούµενες επεµβάσεις ή προσθήκες, αλλοιώσεις κ.λπ. (και η συµπεριφορά τους) Αποτύπωση και αξιολόγηση κάθε είδους αποκλίσεων, κυρίως τοίχων, πεσσών, κιόνων κ.λπ. από την κατακόρυφη Αποτύπωση και αξιολόγηση κάθε είδους φθορών και βλαβών (βεβαίως των χαρακτηριστικών και ουσιωδών) σελ. 4

ΤΕΕ - ΑΝΣΜ/ΥΠΠΟ ΗΜΕΡΙ Α «Η αντισεισµικότητα των παραδοσιακών κατασκευών» Αθήνα, Ζάππειο Μέγαρο, 08.12.2008 3. Ι ΙΑΙΤΕΡΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΑΠΟΤΙΜΗΣΗΣ ΚΑΙ ΑΝΑΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ ΙΑΤΗΡΗΤΕΩΝ ΚΤΙΡΙΩΝ Προσοµοίωµα στον χώρον ή στο επίπεδο, χρήση επιφανειακών καί γραµµικών στοιχείων, δυνατότητα ελέγχου εντός/εκτός επιπέδου των τοίχων, πεσσών κ.λπ. υνατότητα ένταξης (και ελέγχου) των δοκών και της στέγης, των διαζωµάτων, των ποδιών και πρεκιών (ίσως διαφορετικών) κ.λπ. Σεισµός σχεδιασµού και ανασχεδιασµού και το αντίστοιχο φάσµα σε όρους επιταχύνσεων, Φe(Τ) ή Φd(Τ), χωρική επαλληλία του σεισµού Τιµές του ποσοστού της (κρίσιµης) ιξώδους απόσβεσης ζ και, κυρίως, ορθολογικές τιµές του ενιαίου/καθολικού δείκτη συµπεριφοράς q (=q o q d ) Αντιµετώπιση της επιρροής των συνεπειών λόγω ενδεχόµενης/πιθανής αστοχίας, µέσω του συντελεστή σπουδαιότητας γ Ι Γενικώς, «ισοδύναµη» γραµµική ανάλυση, ακόµη και για «ήπιες» επισκευές/ενισχύσεις, έλεγχος σε όρους «δυνάµεων» (Μ/Ν & V, ή σ & τ) υνατότητα ανακατανοµής της έντασης σε όρους V και M, βλ. και Βοήθηµα του EC6 (ειδικές διατάξεις, πρόσθετες) Αντιµετώπιση των ποικίλων αβεβαιοτήτων, για την ανάλυση και την διαστασιολόγηση, µέσω «γενιάς» συντελεστών γ Sd και γ Rd Στόχος επιτελεστικότητας, γενικώς η προστασία ζωής (και ο περιορισµός των βλαβών) και όχι η άµεση λειτουργία κατά/µετά τον σεισµό ή η αποφυγή οιονεί κατάρρευσης (όπως και στον ΕΑΚ για νέα δοµήµατα) Στοιχεία και υποσύνολα µε ή χωρίς φθορές και βλάβες, επισκευασµένα, ενισχυµένα, υβριδικά κ.λ.π. σελ. 5

ΤΕΕ - ΑΝΣΜ/ΥΠΠΟ ΗΜΕΡΙ Α «Η αντισεισµικότητα των παραδοσιακών κατασκευών» Αθήνα, Ζάππειο Μέγαρο, 08.12.2008 Υ Π Ε Ν Θ Υ Μ Ι Σ Η Χωρική επαλληλία του σεισµού (µε λ=µ=0.3), έστω και απλοποιητικώς, συνεκτίµηση καί της κατακόρυφης συνιστώσας Οπωσδήποτε: a ν 0.70 a h, q v 0.50q h, θ=1 Ορθολογική αντιµετώπιση του θέµατος των διαφραγµάτων, βλ. συστάσεις ΚΑΝΕΠΕ Έλεγχος τοίχων εντός καί εκτός επιπέδου, ταυτοχρόνως Έλεγχος πεσσών και στοιχείων «σύζευξης», ίσως διαφορετικών Έλεγχος γραµµικών στοιχείων κάθε είδους, ενσωµατωµένων διαζωµάτων ή «ελεύθερων» θλιπτήρων/ελκυστήρων Έλεγχος θεµελίωσης ( και υπεδάφους) Κριτήρια περιορισµού των βλαβών, η λογική του συχνότερου/ασθενέστερου σεισµού, ο έλεγχος των γωνιακών παραµορφώσεων σελ. 6

ΤΕΕ - ΑΝΣΜ/ΥΠΠΟ ΗΜΕΡΙ Α «Η αντισεισµικότητα των παραδοσιακών κατασκευών» Αθήνα, Ζάππειο Μέγαρο, 08.12.2008 4. ΕΚΕΦ EC6 (1996) και Βοήθηµα (Ειδικές ιατάξεις, πρόσθετες) ( συνιστάται η εφαρµογή του) 1. Ελλείψεις και κενά για αργολιθοδοµές 2. Λιθοσώµατα : f b, /f b, // 2.5 / 2.0 MPa 3. Κονιάµατα : Μ5 4. Όλοι οι αρµοί πλήρεις ( οριζόντιοι και κατακόρυφοι) 5. Ποδιές / πρέκια : οκοί σύζευξης, µόνον υπό προϋποθέσεις 6. Ανακατανοµή V ( και Μ): -30% +50% 7. Πατώµατα : Κάθε τύπου, µε απαιτήσεις σύνδεσης, συνέχειας και αποτελεσµατικής διαφραγµατικής λειτουργίας 8. Τα οριζόντια «διαφράγµατα» επιτρέπεται να θεωρούνται δύσκαµπτα, χωρίς περαιτέρω τεκµηρίωση, αν : εν έχουν µεγάλα ανοίγµατα (<35% της κάτοψης), και δεν είναι επιµήκη (µε Lmin/Lmax 0.25) Είναι κατασκευασµένα από Ω.Σ., κατά Ε.Κ.Ω.Σ. (!) 9. Σύνδεση πατωµάτων/στεγών και τοίχων : ιαζώµατα Ω.Σ., κατά ΕΚΩΣ (!), ή Επαρκείς χαλύβδινοι σύνδεσµοι, το πολύ κάθε 2m 10. Για άοπλες τοιχοποιϊες : t 400mm, h ef /t 9, h op /l 2 Για Α 0.24g: Το πολύ 2 όροφοι Υποχρεωτικώς οριζόντια διαζώµατα : α. Στις στάθµες πατωµάτων και στεγών β. Σε καθ ύψος αποστάσεις 4m γ. Από ωπλισµένο σκυρόδεµα ή, εναλλακτικώς, δοµικόν χάλυβα δ. Με minρ l = f ctm /f syk (< 5 ο / οο ) και min A sl = 200 mm2 (4Φ8) σελ. 7

ΤΕΕ - ΑΝΣΜ/ΥΠΠΟ ΗΜΕΡΙ Α «Η αντισεισµικότητα των παραδοσιακών κατασκευών» Αθήνα, Ζάππειο Μέγαρο, 08.12.2008 Για τα διαζώµατα : Ελάχιστο πάχος (;) Λεπτοµέρειες όπλισης, συνδετήρες, µόρφωση κόµβων κ.λπ. (;) 11. Πρόσθετες διατάξεις, για «απλά κτίρια», χωρίς υποχρεωτικούς ελέγχους ασφαλείας (!) Βλ. προηγούµενες απαιτήσεις Μax. αριθµός ορόφων : 2 για Α=0,16g Κανονικότητα, 1 για Α 0.24g (περίπου) ορθογωνική κάτοψη µε Lx/Ly 4 και µε εισέχοντα/ εξέχοντα τµήµατα 15% L // Όχι µεταβολή µάζας (και A w 20%) από όροφον σε όροφον, κατά x και y ιάταξη / γεωµετρία τοίχων : α. Τουλάχιστον περιµετρικώς και τουλάχιστον δύο (2) µή- συνεπίπεδοι ανά κατεύθυνση, µε Ν 75% Νολ, και i. Σε απόσταση 75 % L ii. Με µήκος 30% L //, o κάθε ένας β. Ύπαρξη εγκάρσιων τοίχων ( µε L>.), τουλάχιστον κάθε 7m, µε ισχυρές συνδέσεις. γ. Σε κάθε όροφο και κατεύθυνση : ΣΑwi 5% για Α = 0,16g ΣΑwi 6% για Α 0.24g σελ. 8

ΤΕΕ - ΑΝΣΜ/ΥΠΠΟ ΗΜΕΡΙ Α «Η αντισεισµικότητα των παραδοσιακών κατασκευών» Αθήνα, Ζάππειο Μέγαρο, 08.12.2008 5. ΤΟΙΧΟ ΟΜΕΣ ΑΟΠΛΕΣ/ΕΛΛΗΝΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ Κονίαµα Λιθοσώµατα Αρµοί όγκος κονιάµατος Αργολιθοδοµή (ασβεστολιθικά λιθοσώµατα) fmc=0.50 MPa (χαµηλή) fmt=1/4*fmc fbc=35 MPa fbt=7.00mpa (1/5fbc) π.χ. 25-50mm Vκον 0.25/0.35 Οπτοπλινθοδοµή (συµπαγείς οπτόπλινθοι) fmc=0.50 MPa (χαµηλή) fmt=1/4*fmc fbc=10 MPa fbt=3.50mpa (1/3fbc) π.χ. 15-30mm Vκον 0.20/0.30 Συντελεστής ασφαλείας υλικού, γm 2.0, για επαρκή στάθµη αξιοπιστίας δεδοµένων (ΣΑ ) Λιθοδοµή Οπτοπλινθοδοµή Θλιπτική αντοχή Εφελκυστική αντοχή ιατµητική αντοχή Θλιπτική αντοχή τοίχου 2 στους αρµούς ( fwc, ) fbc 2.5 + 0.5 f mc = 1. 70MPa 2 f bc 0.5 + 0.1 f mc = 1.65 MPa 3 3 Θλιπτική αντοχή τοίχου // στους αρµούς ( fwc,// ) Εφελκυστική αντοχή τοίχου f ) // στους αρµούς ( // wt, Άρα, πρακτικώς ίδια fwc, 1. 70MPa Για ηµιτελή πλήρωση των ψευδο-κατακόρυφων αρµών ισχύει : f f wc, // = ( 0.50 ~ 0.65) f wc, 1 4 wt // = f mt = f mc (οριζόντιες ρωγµές) Εφελκυστική αντοχή τοίχου f στους αρµούς ( f ) wt f 1, = 2 mt = fmc (κατακόρυφες ρωγµές) wt, ιατµητική αντοχή (οριζόντια ολίσθηση) f wv = + ( 3, 0 0.05 0.25* σ o ) 0.05 + 0. 20 σ o ιατµητική αντοχή (διαγώνια ρηγµάτωση) f wv, d 1 2 2 4 (3 4 σ ) ο = f, θ 1 3 wt +, f wt, θ όπου f wt,θ ( f wc + f wc ) 1.5 f 2,,// mt 3 (εφελκυστική αντοχή υπό γωνία θ) Όλες οι παραπάνω αντοχές διά συντελεστού ασφαλείας γ m = 2.0 (επαρκής ΣΑ ) 1 f mc Μέτρο ελαστικότητας Ελαστικές ψευδο-σταθερές E 800 f wc =, Μέτρο διάτµησης G= 325 f wc, Λόγος Poisson v=0.30 σελ. 9

ΤΕΕ - ΑΝΣΜ/ΥΠΠΟ ΗΜΕΡΙ Α «Η αντισεισµικότητα των παραδοσιακών κατασκευών» Αθήνα, Ζάππειο Μέγαρο, 08.12.2008 ΠΡΟΤΑΣΗ Τιµές ζ και q για κτίρια από φέρουσα τοιχοποιία, µάλλον απλά καί κανονικά, µε επαρκή διαφραγµατική λειτουργία, για στάθµη επιτελεστικότητας «προστασία ζωής» (άλλως : q /q 0.75 ή 1.25, σε διαφοροποίηση προς τον ΚΑΝΕΠΕ). q ΤΟΙΧΟΠΟΙΙΑ ζ ΦΘΟΡΕΣ / ΒΛΑΒΕΣ (*) (%) ΟΧΙ ΝΑΙ 1.1 Άοπλη 4 1,25+ 1.2 Μόνον µε οριζόντια διαζώµατα 4 1,75-1,00+ 2 3 Με οριζόντια καί κατακόρυφα διαζώµατα Με οριζόντιον καί κατακόρυφον οπλισµό 5 2,00+ 1,50-6 2,50+ 2,00- (*) Εννοείται «ουσιώδεις», που έχουν οδηγήσει σε αποµείωση αντιστάσεων µεγαλύτερη του 25%, και µάλιστα για «κύρια» στοιχεία, που διέπουν υπό σεισµόν. σελ. 10

ΤΕΕ - ΑΝΣΜ/ΥΠΠΟ ΗΜΕΡΙ Α «Η αντισεισµικότητα των παραδοσιακών κατασκευών» Αθήνα, Ζάππειο Μέγαρο, 08.12.2008 6. ΠΑΡΑ ΕΙΓΜΑΤΑ ΜΕΛΕΤΗΣ & ΕΠΕΜΒΑΣΗΣ, ΛΕΠΤΟΜΕΡΕΙΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ 1. Βελτίωση της διαφραγµατικής λειτουργίας, σε συνδυασµόν µε την βελτίωση των εδράσεων/στηρίξεων των δοκών 2. ιάταξη εσωτερικών ηµι εντοιχισµένων διαζωµάτων, κατακορύφων ή/και οριζοντίων, δίκην ενισχυµένων ζωνών 3. ιάταξη ελαφρών µανδυών µονόπλευρων ή αµφίπλευρων, µε φωλιές και βλήτρα/αγκύρια 4. Ενσωµάτωση ειδικών ανοξείδωτων χαλύβδινων συνδετήρων (helical stitch-ties), συρραφή ρωγµών 5. ιάταξη ελκυστήρων (εσωτερικών ή/και εξωτερικών), διάταξη «τυφλών» εµβολίων συρραφής γωνιών 6. ιάταξη ειδικών χαλύβδινων θλιπτήρων/ελκυστήρων, κυρίως σε τόξα και κιονοστοιχίες, και 7. Περίδεση ρηγµατωµένων κιόνων (ή στύλων), µε τιράντες/ταινίες από ινοπλισµένα πλαστικά. σελ. 11

ΤΕΕ - ΑΝΣΜ/ΥΠΠΟ ΗΜΕΡΙ Α «Η αντισεισµικότητα των παραδοσιακών κατασκευών» Αθήνα, Ζάππειο Μέγαρο, 08.12.2008 Ι ΙΑΙΤΕΡΕΣ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ ΦΘΟΡΩΝ/ΒΛΑΒΩΝ Ι ΙΑΙΤΕΡΕΣ ΕΠΕΜΒΑΣΕΙΣ, ΜΙΚΡΗΣ Ή ΜΕΓΑΛΗΣ ΚΛΙΜΑΚΑΣ Βλ. χαρακτηριστικές περιπτώσεις και φωτογραφίες, καί µέσω ενδοσκοπίου Πλακοειδούς µορφής τοιχοσώµατα, σε όλο το πάχος ιαδοχικές επεµβάσεις, αποδιοργάνωση παρειών τοίχων Παλιές, «ασυνεχείς/φραγµένες» ή «ανοικτές/καθαρές» ρωγµές ιαρρήξεις και ρωγµές λόγω διάβρωσης χαλύβδινων στοιχείων ράση ριζών Έντονες τοπικές φθορές, σπηλαιώσεις Συνδυασµένα τοπικά προβλήµατα, πολλών ειδών Ιδιαίτερα προβλήµατα πρεκιών, κάθε είδους Ιδιαίτερα προβλήµατα κιόνων και πεσσών Αντικατάσταση σπαραγµάτων και αρχιτεκτονικών µελών ιάταξη νέων ανοιγµάτων, επεµβάσεις σε υφιστάµενα ανοίγµατα σελ. 12