Σύµµικτες Kατασκευές

TÚÈ ÓÙ Ê ÏÏÔ / ÂÏÈ. 10-06-05 15:39 ÂÏ 1 Σύµµικτες Kατασκευές Σηµείωση Το ΕΑΠ είναι υπεύθυνο για την επιµέλεια έκδοσης και την ανάπτυξη των κειµένων σύµφωνα µε τη Μεθοδολογία της εξ Αποστάσεως Εκπαίδευσης. Για την επιστηµονική αρτιότητα και πληρότητα των συγγραµ- µάτων την αποκλειστική ευθύνη φέρουν οι συγγραφείς, κριτικοί αναγνώστες και ακαδηµαϊκοί υπεύθυνοι που ανέλαβαν το έργο αυτό.

TÚÈ ÓÙ Ê ÏÏÔ / ÂÏÈ. 10-06-05 15:39 ÂÏ 2

TÚÈ ÓÙ Ê ÏÏÔ / ÂÏÈ. 10-06-05 15:39 ÂÏ 3 ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών ΣEIΣMIKH MHXANIKH KAI ANTIΣEIΣMIKEΣ KATAΣKEYEΣ Θεµατική Ενότητα ΣXE IAΣMOΣ ANTIΣEIΣMIKΩN KATAΣKEYΩN Τόµος Γ' Σύµµικτες Kατασκευές AΘΑΝΑΣΙΟΣ TΡΙΑΝΤΑΦΥΛΛΟΥ Aναπληρωτής Kαθηγητής Tµήµατος Πολιτικών Mηχανικών Πανεπιστηµίου Πατρών ΠATPA 2003

TÚÈ ÓÙ Ê ÏÏÔ / ÂÏÈ. 10-06-05 15:39 ÂÏ 4 ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών ΣEIΣMIKH MHXANIKH KAI ANTIΣEIΣMIKEΣ KATAΣKEYEΣ Θεµατική Ενότητα ΣXE IAΣMOΣ ANTIΣEIΣMIKΩN KATAΣKEYΩN Τόµος Γ' Σύµµικτες Kατασκευές Συγγραφή AΘANAΣIOΣ TPIANTAΦYΛΛOY Aναπληρωτής Kαθηγητής Tµήµατος Πολιτικών Mηχανικών Πανεπιστηµίου Πατρών Κριτική Ανάγνωση ANTΩNIOΣ KOYNA HΣ Kαθηγητής Tµήµατος Πολιτικών Mηχανικών Eθνικού Mετσόβιου Πολυτεχνείου XAPAΛAMΠOΣ ΓANTEΣ Eπίκουρος Kαθηγητής Tµήµατος Πολιτικών Mηχανικών Eθνικού Mετσόβιου Πολυτεχνείου Ακαδηµαϊκός Υπεύθυνος για την επιστηµονική επιµέλεια του τόµου EYΘYMIOΣ MAΣTPOΓIANNHΣ Kαθηγητής Tµήµατος Πολιτικών Mηχανικών Πανεπιστηµίου Πατρών Επιµέλεια στη µέθοδο της εκπαίδευσης από απόσταση IONYΣIA KONTONH Tακτική Aν. Kαθηγήτρια Tµήµατος Πολιτικών E/Y TEI Πάτρας, ΣEΠ EAΠ Γλωσσική Επιµέλεια EΛENH ΣIMΩNH Τεχνική Επιµέλεια: ΕΣΠΙ ΕΚ ΟΤΙΚΗ Ε.Π.Ε. Καλλιτεχνική Επιµέλεια: TYPORAMA Σελιδοποίηση: HMHTPA ZOYΠA Συντονισµός ανάπτυξης εκπαιδευτικού υλικού και γενική επιµέλεια των εκδόσεων ΟΜΑ Α ΕΚΤΕΛΕΣΗΣ ΕΡΓΟΥ ΕΑΠ / 1997 2003 ISBN: 960 538 257 1 Kωδικός Έκδοσης: ΣMA 60/3 Copyright 2003 για την Ελλάδα και όλο τον κόσµο ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Οδός Παπαφλέσσα & Υψηλάντη, 26222 Πάτρα Τηλ: 2610 314094, 314206 Φαξ: 2610 317244 Σύµφωνα µε το Ν. 2121/1993, απαγορεύεται η συνολική ή αποσπασµατική αναδηµοσίευση του βιβλίου αυτού ή η αναπαραγωγή του µε οποιοδήποτε µέσο χωρίς την άδεια του εκδότη.

TÚÈ ÓÙ Ê ÏÏÔ / ÂÏÈ. 10-06-05 15:39 ÂÏ 5 ÂÚÈ fiìâó Πρόλογος... 9 K º π 1 ÈÛ ÁˆÁ ÛÙÈ Û ÌÌÈÎÙ Π٠ÛΠΈννοιες κλειδιά, Εισαγωγικές Παρατηρήσεις... 11 1.1 Γενικά για τις σύµµικτες κατασκευές... 13 1.2 Βασικές αρχές σχεδιασµού... 15 1.2.1 Οριακές καταστάσεις, δράσεις... 15 1.2.2 Συντελεστές ασφάλειας, συνδυασµοί δράσεων... 16 1.3 Τα υλικά... 19 13.1 Σκυρόδεµα... 20 1.3.2 οµικός χάλυβας... 21 1.3.3 Χάλυβας οπλισµού... 21 1.3.4 Χάλυβας πτυχωτών χαλυβδόφυλλων... 22 1.4 Μέθοδοι ανάλυσης και διαστασιολόγησης... 23 Σύνοψη κεφαλαίου... 24 Bιβλιογραφία... 25 Oδηγός για περαιτέρω µελέτη... 26 K º π 2 È ÙÌËÙÈÎ Û Ó ÂÛË Έννοιες κλειδιά, Εισαγωγικές Παρατηρήσεις... 27 2.1 Γενικά µέθοδοι διατµητικής σύνδεσης... 29 2.2 Χαρακτηριστικά διατµητικών συνδέσµων... 32 2.3 Μερική συνεργασία χάλυβα σκυροδέµατος... 35 2.4 Τέµνουσα στη διεπιφάνεια σύµµικτων πλακών... 39

TÚÈ ÓÙ Ê ÏÏÔ / ÂÏÈ. 10-06-05 15:39 ÂÏ 6 6 YMMIKTE KATA KEYE Σύνοψη κεφαλαίου... 41 Άλυτες Ασκήσεις... 41 Bιβλιογραφία... 42 Oδηγός για περαιτέρω µελέτη... 42 K º π 3 ÌÌÈÎÙÂ ÔÎÔ Î È appleï ÎÂ Έννοιες κλειδιά, Εισαγωγικές Παρατηρήσεις... 45 3.1 Αµφιέρειστες δοκοί... 47 3.1.1 Κάµψη... 47 3.1.2 Εγκάρσια διάτµηση... 53 3.1.3 ιαµήκης διάτµηση... 54 3.1.4 Οριακή κατάσταση λειτουργικότητας βέλη κάµψης... 59 3.2 Αµφιέρειστες πλάκες... 67 3.2.1 Κάµψη... 67 3.2.2 ιαµήκης διάτµηση... 70 3.2.3 Εγκάρσια διάτµηση, συγκεντρωµένα φορτία... 71 3.2.4 Οριακή κατάσταση λειτουργικότητας βέλη κάµψης... 74 3.3 Συνεχείς δοκοί... 78 3.3.1 Κάµψη... 79 3.3.2 Εγκάρσια και διαµήκης διάτµηση, αλληλεπίδραση µε κάµψη... 83 3.3.3 Στρεπτοκαµπτικός λυγισµός... 83 3.3.4 Ρηγµάτωση, βέλη κάµψης... 85 3.4 Συνεχείς πλάκες... 86 3.5 Συµπεριφορά σε ανακυκλιζόµενη ένταση... 87 Σύνοψη κεφαλαίου... 89 Άλυτες Ασκήσεις... 89

TÚÈ ÓÙ Ê ÏÏÔ / ÂÏÈ. 10-06-05 15:39 ÂÏ 7 EPIEXOMENA 7 Bιβλιογραφία... 90 Oδηγός για περαιτέρω µελέτη... 91 K º π 4 ÌÌÈÎÙ appleôûù ÏÒÌ Ù Έννοιες κλειδιά, Εισαγωγικές Παρατηρήσεις... 93 4.1 Γενικά για τα σύµµικτα υποστυλώµατα... 95 4.2 Κατασκευαστικές λεπτοµέρειες... 96 4.3 Φαινόµενα 2ης τάξης... 97 4.4 Χαρακτηριστικά διατοµών... 99 4.5 Φέρουσα ικανότητα... 106 4.5.1 Κάµψη... 106 4.5.2 Εγκάρσια διάτµηση... 108 4.5.3 ιαµήκης διάτµηση... 108 4.5.4 Συµπεριφορά σε ανακυκλιζόµενη ένταση... 110 4.6 Κοίλες διατοµές γεµισµένες µε σκυρόδεµα... 111 4.6.1 Γενικά... 111 4.6.2 Συµπεριφορά σε σεισµική φόρτιση... 112 Σύνοψη κεφαλαίου... 113 Άλυτες Ασκήσεις... 114 Bιβλιογραφία... 115 Oδηγός για περαιτέρω µελέτη... 116 K º π 5 EÈ ÈÎ ı Ì Ù ÓÙÈÛÂÈÛÌÈÎÔ Û Â È ÛÌÔ Έννοιες κλειδιά, Εισαγωγικές Παρατηρήσεις... 117 5.1 Ειδικά θέµατα αντισεισµικής συµπεριφοράς... 119

TÚÈ ÓÙ Ê ÏÏÔ / ÂÏÈ. 10-06-05 15:39 ÂÏ 8 8 YMMIKTE KATA KEYE 5.1.1 Φορέας ανάληψης σεισµικών δυνάµεων... 119 5.1.2 Σχεδιασµός µελών, ανάλυση... 120 5.1.3 Συνδέσεις... 121 5.2 Ειδικές αντισεισµικές διατάξεις... 124 5.2.1 Θλιβόµενα και εφελκυόµενα στοιχεία... 124 5.2.2 Συνδέσεις... 125 5.2.3 Πλαίσια και διαφράγµατα... 125 5.2.4 ικτυωτοί σύνδεσµοι... 126 Σύνοψη κεφαλαίου... 127 Βιβλιογραφία... 128 Οδηγός για Περαιτέρω Μελέτη... 129 Απαντήσεις Ασκήσεων Αυτοαξιολόγησης... 130 Αποτελέσµατα Άλυτων Ασκήσεων... 138 Ενδεικτικές Απαντήσεις ραστηριοτήτων... 139 Ευρετήριο Όρων... 140

TÚÈ ÓÙ Ê ÏÏÔ / ÂÏÈ. 10-06-05 15:39 ÂÏ 9 ÚfiÏÔÁÔ Το βιβλίο αυτό χαρακτηρίζεται από µία ιδιαιτερότητα σε σχέση µε άλλα της Θεµατικής Ενότητας Αντισεισµικός Σχεδιασµός Κατασκευών. Η ιδιαιτερότητα αυτή αφορά στη φύση της καλυπτόµενης ύλης, η οποία δεν περιορίζεται µόνο στον αντισεισµικό σχεδιασµό των σύµµικτων κατασκευών, αλλά στο σχεδιασµό των κατασκευών αυτών εν γένει (συµπεριλαµβανοµένου του στατικού). Τούτο κρίθηκε αναγκαίο τόσο από το συγγραφέα, όσο και από τον ακαδηµαϊκό υπεύθυνο της παραπάνω Θεµατικής Ενότητας, για τους παρακάτω δύο λόγους: (α) Οι σύµµικτες κατασκευές, σε αντίθεση µε αυτές από οπλισµένο σκυρόδεµα ή χάλυβα δε διδάσκονται αυτοτελώς σε υποχρεωτικά µαθήµατα των Ελληνικών Πολυτεχνείων. Ως εκ τούτου, η πλειονότητα των αποφοίτων των Πολυτεχνείων και κατ επέκταση και των µεταπτυχιακών φοιτητών του προγράµµατος σπουδών του Ελληνικού Ανοικτού Πανεπιστηµίου «Σεισµική Μηχανική και Αντισεισµικές Κατασκευές» στερείται, πιθανότατα βασικών γνώσεων υποβάθρου σχετικά µε το σχεδιασµό των σύµµικτων κατασκευών. (β) Το σηµερινό επίπεδο γνώσεων, ιδιαίτερα σε ό,τι αφορά σε θέµατα αντισεισµικού σχεδιασµού των σύµµικτων κατασκευών, είναι εξαιρετικά πτωχό. Τόσο ο Ευρωκώδικας 8, όσο και ο Ελληνικός Αντισεισµικός Κανονισµός αντιµετωπίζουν το σχεδιασµό τέτοιων κατασκευών ελλιπώς και έτσι η οποιαδήποτε προσπάθεια εστίασης στις λεπτοµέρειες του αντισεισµικού σχεδιασµού των σύµµικτων κατασκευών θα εστερείτο πιθανότατα επιστηµονικής τεκµηρίωσης ευρείας αποδοχής. Ο συγγραφέας ελπίζει ότι οι αναγνώστες του βιβλίου θα αποκτήσουν βασικές γνώσεις σχετικά µε τη συµπεριφορά και το σχεδιασµό των σύµµικτων κατασκευών και θα µπορέσουν να συνδέσουν τη συµπεριφορά αυτών µε την αντίστοιχη των µεταλλικών κατασκευών, ακόµα και αυτών από οπλισµένο σκυρόδεµα, ο αντισεισµικός σχεδιασµός των οποίων είναι επαρκέστερα τεκµηριωµένος. Κλείνοντας δε το σύντο- µο αυτό πρόλογο, ο συγγραφέας αισθάνεται την υποχρέωση να ευχαριστήσει θερµά: (α) τους Κριτικούς Αναγνώστες του παρόντος έργου, Καθηγητή κ. Α. Κουνάδη, µέλος τής Ακαδηµίας Αθηνών και Επίκουρο Καθηγητή κ. Χ. Γαντέ, του Τµήµατος Πολιτικών Μηχανικών ΕΜΠ, (β) τον Ακαδηµαϊκό Υπεύθυνο του προγράµµατος, Καθηγητή κ. Ευθ. Μαστρογιάννη, του Τµήµατος Πολιτικών Μηχανικών Πανεπιστηµίου Πατρών και (γ) την Οµάδα Εκτέλεσης του Έργου εκ µέρους του Ελληνικού Ανοικτού Πανεπιστηµίου, για τα εποικοδοµητικά σχόλια που παρείχαν κατά τη διάρκεια της συγγραφής του παρόντος βιβλίου. Αθ. Χ. Τριανταφύλλου Πάτρα, Ιανουάριος 2000