Επιπτώσεις της διάστρωσης µειωµένης ως προς τις απαιτήσεις της µελέτης ποιότητας σκυροδέµατος στην ασφάλεια των οικοδοµών

Επιπτώσεις της διάστρωσης µειωµένης ως προς τις απαιτήσεις της µελέτης ποιότητας σκυροδέµατος στην ασφάλεια των οικοδοµών Ι.Α. Τέγος Καθηγητής ΑΠΘ Λέξεις κλειδιά: ποιότητα σκυροδέµατος, ασφάλεια δοµικών στοιχείων, επιπτώσεις ΠΕΡΙΛΗΨΗ: Ο Κανονισµός Τεχνολογίας Σκυροδέµατος στο Άρθρο 13.7, στην περίπτωση που διαπιστώνεται ότι το διαστρωθέν σκυρόδεµα είναι αναξιόπιστο, περιγράφει τη διαδικασία σειράς επανελέγχων του ήδη σκληρυνθέντος σκυροδέµατος. Εάν οι επανέλεγχοι αποδείξουν ότι ο φέρων οργανισµός, τοπικώς ή συνολικώς, δε διαθέτει την απαιτούµενη από τον Κανονισµό φέρουσα ικανότητα ή την απαιτούµενη ανθεκτικότητα στο χρόνο ή σε δυσµενή επιρροή του περιβάλλοντος τότε υποδεικνύει την ενίσχυση αυτού στην έκταση που απαιτεί η ασφάλεια του έργου. Ωστόσο, εάν η ενίσχυση είναι ανέφικτη λόγω ιδιοµορφίας του φορέα ή τυχόν ενίσχυση δεν εξασφαλίζει την ασφάλεια του έργου τότε υποδεικνύει την καθαίρεση και την ανακατασκευή του προβληµατικού τµήµατος του έργου. Επειδή η ανθρώπινη φύση είναι αυτή καθ' εαυτή ατελής και ουδέποτε θα απαλλαγεί του κινδύνου του σφάλµατος, προβλήµατα ελλείµµατος βραχυπρόθεσµης και µακροπρόθεσµης ασφάλειας οφειλόµενα στην ενσωµάτωση σκυροδέµατος κατώτερης ως προς την προδιαγραφόµενη από την µελέτη ποιότητος εµφανίζονται ενίοτε στην εκτέλεση των έργων. Στο πλαίσιο της παρούσας εργασίας εξετάζονται µέσω παραµετρικής διερεύνησης οι επιπτώσεις της µειωµένης αντοχής του σκυροδέµατος στην ασφάλεια των δοµικών στοιχείων των οικοδοµών και συνάγονται ποσοτικά συµπεράσµατα χρήσιµα για τους επιβλέποντες αλλά και τους κυρίους των εκτελουµένων έργων. 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η απόδοση της αστοχίας µιας ή περισσοτέρων παρτίδων σκυροδέµατος σε "ανθρώπινο λάθος" όχι µόνο δεν αντικατοπτρίζει την πραγµατικότητα, αλλά συνήθως οδηγεί σε εσφαλµένους συνειρµούς και συµπεράσµατα. Θα ήταν δικαιότερο, αλλά και ακριβέστερο, στην περίπτωση αυτή να οµιλούµε περί "ανθρωπίνου παράγοντος" και όχι περί "ανθρωπίνου σφάλµατος". Είναι αλήθεια ότι το σκυρόδεµα είναι το µοναδικό υλικό που είναι "υλικό ασφαλείας" και έχει ταυτόχρονα µικρή διάρκεια ζωής σε νωπή κατάσταση (πριν σκληρυνθεί). Κύριο χαρακτηριστικό του είναι ότι η ποιότητά του που διαµορφώνεται συνεχώς από τη στιγµή της παραγωγής του έως τη στιγµή της διαστρώσεώς του, συµπυκνώσεώς του και συντηρήσεώς του. Έτσι αντίθετα µε αυτό που πιστεύουν πολλοί, το σκυρόδεµα είναι ένα πολύ ευαίσθητο υλικό και ίσως από τα πιο δύσκολα βιοµηχανικά υλικά των κατασκευών. Η πολιτεία, γι αυτό το λόγο έχει θεσπίσει επί τόπου δειγµατοληψίες και ελέγχους µε δοκίµια. Ο Ελληνικός Κανονισµός Τεχνολογίας Σκυροδέµατος (ΚΤΣ-97) απαιτεί τη λήψη 6 δοκιµιών από ισάριθµα αυτοκίνητα βαρέλες και αν τα αυτοκίνητα είναι περισσότερα από 11 τότε τα δοκίµια, µε πρωτοβουλία του αγοραστή ή του εργοστασίου παραγωγής µπορούν να αυξηθούν σε 12. Παρόµοιοι έλεγχοι δεν ισχύουν για κανένα άλλο προϊόν! Ακόµα και σε εκείνα που χαρακτηρίζονται υψίστης σπουδαιότητας όπως π.χ. τα φάρµακα, δε γίνονται τόσο αυστηροί έλεγχοι ποιότητας µε τη λήψη 6 χαπιών από 6 κουτιά. Πρέπει να ξεκαθαρισθεί ότι µε τους ελέγχους συµµορφώσεως προσπαθούµε να διαπιστώσουµε την "δυνάµει" αντοχή του προϊόντος, δηλαδή την αντοχή του αν η µεταχείρισή του στο έργο είναι ιδανική. εν ελέγχεται ούτε το σκληρυµένο σκυρόδεµα, όπως παλιότερα ήθελε η Π.Τ.Π. 504 του Υ..Ε., ούτε το νωπό αλλά διαστρωµένο. Είναι απαραίτητο στον έλεγχο να συµπεριλαµβάνονται ως µόνες µεταβλητές οι αναλογίες συνθέσεως των υλικών και η σωστή τους ανάµιξη. Τις άλλες 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 2006 1

παραµέτρους που ασφαλώς επηρεάζουν το υλικό (µεταφορά από τη βαρέλα, συµπύκνωση, συντήρηση) ο µηχανικός εφαρµογής τις βλέπει και µπορεί να τις ρυθµίσει όπως του λέει ο Κανονισµός. Εκείνο που δεν φαίνεται και δεν µπορεί να ρυθµισθεί είναι οι χηµικές και φυσικοχηµικές διεργασίες που γίνονται µέσα υλικό και ακριβώς αυτές πρέπει να εξακριβώνονται στους ελέγχους συµµορφώσεως. Εφόσον διαπιστωθεί ότι οι αντίστοιχοι έλεγχοι συµµορφώσεως δεν πληρούνται και πλέον έχει αποφασισθεί ότι το σκυρόδεµα της παρτίδας δεν έχει την αντοχή που θα έπρεπε δηλαδή δεν είναι έστω C20/25 αποµένει να εξακριβώσουµε ποια είναι η ποιότητά του, ώστε να πάρουµε τα κατάλληλα µέτρα. Αυτό γίνεται σύµφωνα µε τον Κανονισµό : α) µε τη λήψη δοκιµίων πυρήνων, β) µε την επικουρία εµµέσων µεθόδων και γ) µε δοκιµαστικές φορτίσεις, όπου κρίνουµε ότι αυτό µπορεί να βοηθήσει. Κατόπιν, επανυπολογίζουµε το στοιχείο ή τα στοιχεία που έχουν σκυροδετηθεί µε ακριβέστερες µεθόδους, πιθανώς ελαττώνοντας εάν είναι δυνατόν και τα µόνιµα φορτία. Αν όλη αυτή η έρευνα καταλήξει σε αρνητικό αποτέλεσµα τότε ο φορέας ενισχύεται, εκτός εάν αυτό είναι αδύνατο, οπότε ακολουθεί καθαίρεση του σκυροδέµατος και ανακατασκευή του φορέα. Και εδώ όλες οι σχετικές δαπάνες βαρύνουν τον υπεύθυνο του σκυροδέµατος. Βέβαια ο Κανονισµός δεν µπορεί να αρνηθεί στον ιδιοκτήτη που έδωσε µια περιουσία να φτιάξει το σπίτι του, το δικαίωµα να µην δεχθεί ενισχύσεις που πιθανόν αλλάζουν τη λειτουργικότητα ή τη µορφολογία της κατασκευής. Στο σηµείο αυτό κρίνεται σκόπιµη η διατύπωση δύο επισηµάνσεων οι οποίες συνάµα αποτελούν και οιονεί κριτική επί του Άρθρου 13.7 του Κανονισµού Τεχνολογίας Σκυροδέµατος : 1) Η Μέθοδος των οκιµαστικών φορτίσεων, η οποία ενδείκνυται για τις περιπτώσεις αβεβαιοτήτων που αφορούν τους οπλισµούς, είναι αµφίβολον αν είναι δυνατόν να επεκταθεί και στην περίπτωση βεβαιωµένης ανεπάρκειας του σκυροδέµατος και 2) Τα αντισεισµικά εκ των δοµικών στοιχείων (υποστυλώµατα, τοιχώµατα, δοκοί) διαθέτουν θλιβόµενους οπλισµούς οι οποίοι υπερκαλύπτουν την αντοχή ωστόσο, στα στοιχεία αυτά το ενδιαφέρον από τη διαθέσιµη αντοχή µετατίθεται στην πλαστιµότητα. Αναµφιβόλως, η µειωµένη αντοχή του σκυροδέµατος αναµένεται να έχει επιπτώσεις στο βαθµό ασφαλείας και λειτουργικότητας και κατ' επέκταση της ανθεκτικότητας. Και η εξήγηση είναι απλή, καθόσον εάν ελαµβάνετο υπόψη η µειωµένη αντοχή θα είχαν προκύψει περισσότεροι οπλισµοί. Το ερώτηµα είναι η ποσοτικοποίηση των επιπτώσεων κατά περίπτωση. Μια λεπτοµέρεια η οποία πρέπει να διευκρινισθεί είναι ότι η διερεύνηση θα πρέπει να λάβει υπόψη την κατώτερη της µελέτης πραγµατική αντοχή και όχι τη συµβατική την οποία δίδουν τα αποτελέσµατα των εργαστηρίων τα οποία την υποβιβάζουν στην πλησιέστερη κατώτερη συµβατική ποιότητα του Κανονισµού, π.χ. ένα σκυρόδεµα µε µετρηθείσα αντοχή 19.8 MPα το χαρακτηρίζουν C16/20. 2 ΟΙ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΗΣ ΜΕΙΩΜΕΝΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΑΝΑ ΟΜΙΚΟ ΣΤΟΙΧΕΙΟ Εξετάζονται στην παράγραφο αυτή όλα τα δοµικά στοιχεία µιας τυχαίας αµφισβητούµενης πλάκας, ήτοι πλάκες, δοκοί, υποστυλώµατα, τοιχώµατα και κόµβοι δοκών-υποστυλωµάτων, έναντι των δύο κρισίµων καταπονήσεων της κάµψεως και της τέµνουσας. Οι έλεγχοι γίνονται αφενός για την κρίσιµη για το οπλισµένο σκυρόδεµα, κατάσταση αστοχίας και επαναλαµβάνονται κατόπιν για την αντίστοιχη κατάσταση οριακής λειτουργικότητας. 2.1 Έλεγχος πλακών Οι πλάκες των φερόντων οργανισµών των ελληνικών οικοδοµικών έργων αποτελούνται κατά κανόνα από συστήµατα αµφιερείστων, τετραερείστων, διερείστων, τριερείστων και προβόλων µε πάχη, συνήθως, 15 µέχρι 20 cm. Με βάση την όπλισή τους οι διατοµές των πλακών χαρακτηρίζονται είτε υποοπλισµένες είτε υπεροπλισµένες. Οι όροι υποοπλισµένος 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 2006 2

υπεροπλισµένος δεν αναφέρονται στην ασφάλεια, αλλά στην προτεραιότητα εξαντλήσεως µεταξύ εφελκυόµενης και θλιβόµενης ζώνης ως προς την αστοχία. ηλαδή υποοπλισµένες θεωρούνται οι διατοµές στις οποίες η αστοχία εκδηλώνεται από µήκυνση 20 του χάλυβα πριν το σκυρόδεµα της αντίστοιχης θλιβόµενης ζώνης εµφανίσει βράχυνση -3.5, ενώ υπεροπλισµένες χαρακτηρίζονται εκείνες, όπου προηγείται το -3.5% του σκυροδέµατος έναντι του 20% των οπλισµών οι οποίοι ουδέποτε φθάνουν την µήκυνση αστοχίας τους. Με βάση το γνωστό Γενικό Πίνακα υπολογισµού ορθογωνικών διατοµών της CEB, η βασική παράµετρος κατατάξεως στη µία ή στην άλλη κατηγορία είναι το µηχανικό ποσοστό οπλισµού. Η balanced τιµή του ω είναι, ανεξαρτήτως ποιοτήτων υλικών, ως έγγιστα 0.105. Το πάχος των πλακών προκύπτει µε βάση το λειτουργικό κριτήριο του βέλους και κατά κανόνα οι διατοµές των πλακών προκύπτουν υποοπλισµένες. Σε σπάνιες περιπτώσεις, όπως µεγάλων προβόλων, προκύπτουν υπεροπλισµένες διατοµές. Σηµειωτέον ότι η διατοµή των τοποθετούµενων οπλισµών στους προβόλους υπερβαίνει σηµαντικά τους απαιτούµενους εκ των αντιστοίχων φορτίων των οπλισµούς. Οι λόγοι που ωθούν τους µελετητές σ' αυτήν την επιλογή ασφαλώς πρέπει να συσχετιστούν µε την ανησυχία τους µήπως κατά την κατασκευή οι εν λόγω οπλισµοί χάσουν µέρος του στατικού των ύψους. Ωστόσο, η υπερόπλιση ως προς τα υπάρχοντα φορτία συνεπάγεται σηµαντική ανακούφιση των τάσεων του σκυροδέµατος της θλιβόµενης ζώνης της οποίας το ύψος στην περίπτωση αυτήν αυξάνεται αισθητώς. Επίσης, ένα άλλο αποτέλεσµα που προκύπτει από την τοποθέτηση περισσότερου καµπτικού οπλισµού από εκείνον που επιβάλλει η εντατική καταπόνηση είναι ότι βελτιώνονται τα βέλη των προβόλων καθόσον µειώνονται οι καµπυλότητες κατά µήκος του προβόλου στη ρηγµατωµένη κατάστασή του. Με βάση το γνωστό διάγραµµα Rüsch θα γίνει παρακάτω η διερεύνηση των καµπτικών επιπτώσεων των προερχόµενων από τη µειωµένη αντοχή του σκυροδέµατος της θλιβόµενης ζώνης. Η υπολογιστική καµπτική αντοχή µιας πλάκας είναι : Οπότε m d = α s ζd f yd dm d = a s df cd dζ dm m d d dζ = ζ Από το ιάγραµµα Rüsch έχοµεν για πλάκες : md µ = 2 df cd ζ = 1 0.7µ Παραγωγίζοντας τη δεύτερη έχοµεν : dζ dµ m µ = 0.7 = 0.7 = 0.7 df df d f f d 2 2 cd cd cd cd dζ 1 1 ζ 0.7 ζ = = df 0.7f f cd cd cd dfcd d(1 ζ) = f 1-ζ cd 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 2006 3

Από την τελευταία προκύπτει ότι υπάρχει αναλογία µεταξύ των µεταβολών του f cd και του 1-ζ. Π.χ. για τα µικρά κατά κανόνα ποσοστά οπλισµού των πλακών, της τάξεως του 0.002, έχοµε : ω = 0.002 x 500 x 1.5 / (20 x 1.15) = 0.065 ζ 0.955 και για τη µείωση υπολογιστικής αντοχής από C20/25 σε 16/20, δηλαδή 20% προκύπτει d(1 ζ) = - 0.20 1-ζ έχοµε Οπότε (1-ζ) 0.20(1-0.955) 0.009 ζ = -0.009 το οποίο σηµαίνει ότι η λόγω µειώσεως της ποιότητας του σκυροδέµατος από C20/25 σε C16/20 συνεπάγεται µείωση της αντοχής των πλακών : md md αsfydd ζ = -0.009-1.0% α f dζ s yd Το συµπέρασµα επιβεβαιώνεται και από τον γενικό πίνακα υπολογισµού ορθογωνικών διατοµών για κάµψη κατά CEB. Το ίδιο συµπέρασµα µπορεί να διατυπωθεί µε άλλο τρόπο ως εξής : Προς αποκατάσταση του συντελεστή ασφαλείας που προβλέπεται από τον Κανονισµό απαιτείται αύξηση της διατοµής των οπλισµών κατά 1% προς αποκατάσταση του νοµίµου βαθµού ασφαλείας. Για την περίπτωση ενός υπεροπλισµένου προβόλου µε άνοιγµα l = 2.1m και υπολογιστικό φορτίο αστοχίας 1.35(25 x 0.18 + 2.0) + 1.5 x 5.0 = 16.275 KN/m 2 έχοµε : md = -0.5 x 16.275 x 2.1 2 = -35.9 KNm/m µ = 35.9 x 1.5/0.12 2 x 2x10 4 = 0.187 ζ 0.866 α s = 35.9 x 10/435 x0.12 x 0.866 = 7.9 cm 2 /m ζ = -0.20(1-0.866) -0.027 Με βάση την τελευταία προκύπτει ότι απαιτείται στην περίπτωση µείωσης της αντοχής του σκυροδέµατος από C20/25 σε C16/20 αύξηση της διατοµής των οπλισµών κατά 2.7%. Ωστόσο, στην προκειµένη περίπτωση τοποθετούνται για τους προαναφερθέντες λόγους οπλισµοί οι οποίοι υπερβαίνουν κατά πολύ το διαπιστωθέν έλλειµµα. Όσον αφορά την αντοχή των πλακών σε τέµνουσα είναι γνωστόν ότι ο έλεγχος δεν απαιτεί για τις πλάκες κατά κανόνα οπλισµούς διατµήσεως. Για τον πρόβολο έχουµε : v d (x = 0.15) = 16.275(2.1 0.15) = 31.7 KN/m v Rd1 = 220(1.6 0.15) x (1.20 + 40 x 0.0094) x 0.15 = 75.4 >> 31.7 KN/m Όσον αφορά τις καµπτικές λειτουργικές απαιτήσεις προκύπτουν : Για C20/25 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 2006 4

Ε c = 29 GPα, φ = 2.0, E ceff = 29 = 9.67, α e = 200 1+ 2.0 9.67 = 20.7 Ρ = 14.1/12 x 100 = 0.012, m d = -0.5 x (25 x 0.18+2.0+5.0) 2.1 2 = 25.35 KNm/m x/d = [α e ρ(2 + α e ρ)] 1/2 - α e ρ = 0.50 x = 0.50 x 12 = 6 cm σ s = 25.35x10 3 6 /14.1 12 = 180 MPα 3 Μέγιστη αποδεκτή απόσταση ράβδων 225mm. Για C16/20 27.5 200 Ε c = 27.5GP α, φ = 2.0, Ε ceff = = 9.1 7, α e = = 21.8 1 + 2.0 9.17 [ ] x/d= 21.8 x 0.01 2(2+ 21.8 x 0.01 2) 21.8 x 0.01 2 = 0.51 x = 6 cm Τέλος, όσον αφορά τις αντισεισµικές απαιτήσεις υπενθυµίζεται ότι οι πλάκες δεν έχουν κατά κανόνα σεισµικές καταπονήσεις. 2.2 Έλεγχος δοκών Οι δοκοί πρέπει να ελεγχθούν για την οριακή κατάσταση αστοχίας µε και χωρίς σεισµό, σε κάµψη και τέµνουσα. Επίσης, σε κατάσταση καµπτικής λειτουργικότητας. Κατ αρχάς, πρέπει να γίνει διάκριση µεταξύ των διατοµών στηρίξεων και ανοιγµάτων. Στις διατοµές των ανοιγµάτων η λειτουργία αυτών ως πλακοδοκών σε όλες τις καταστάσεις λειτουργίας και αστοχίας, δρα ισοπεδωτικώς ως προς την ποιότητα του σκυροδέµατος και ως εκ τούτου οι διατοµές αυτές δεν παρουσιάζουν κανένα πρόβληµα λόγω της µειωµένης αντοχής του σκυροδέµατος. Επίσης, οι διατοµές αυτές δεν εµφανίζουν εν γένει αντισεισµικό πρόβληµα λόγω θέσεως και εποµένως δεν απαιτείται ο έλεγχός τους. Ως προς τις στηρίξεις των δοκών και την κατάσταση καµπτικής λειτουργικότητας αυτών ισχύουν τα εξής : (α) Η κατάσταση λειτουργικότητας δεν αποτελεί, εν γένει, κρίσιµη κατάσταση για το οπλισµένο (β) 1 /2 σκυρόδεµα για το οποίον κρίσιµη αποβαίνει, ως γνωστόν, η οριακή κατάσταση αστοχίας. Εκτός τούτου η αντισεισµική όπλιση των στηρίξεων προκύπτει κατά κανόνα τόσο ισχυρή, ώστε οι λειτουργικές ανάγκες υπερκαλύπτονται, κατ αναλογίαν µε την εξετασθείσα ήδη περίπτωση των πλακών-προβόλων. Αποµένουν προς εξέταση οι περιπτώσεις οριακών καταστάσεων αστοχίας σε κάµψη και τέµνουσα και µάλιστα για την οµάδα δράσεων µε το σεισµό, η οποία αποβαίνει κρίσιµη ως προς το αποτέλεσµα. Στις στηρίξεις των δοκών υπάρχει ένας ευνοϊκός παράγων έναντι της καµπτικής αστοχίας και αυτός συνίσταται στο γεγονός ότι στην θλιβόµενη ζώνη επιβάλλεται από τον κανονισµό η παρουσία θλιβόµενου οπλισµού σε ποσοστό ρ = 0.50ρ, γεγονός που ισοδυναµεί, ως προς την εξεταζόµενη κατάσταση µειωµένης αντοχής σκυροδέµατος, προς την παρουσία ρ d = 0.5ρ. Η µέγιστη, εποµένως, εξεταστέα τιµή µηχανικού ποσοστού οπλισµού για ένα ποσοστό οπλισµού ρ = 0.01, το οποίο αγγίζει το άνω φράγµα της αντισεισµικής καµπτικής οπλίσεως, είναι : max ω d = 0.5 x 0.01 x 500 x 1.5 / (20 x 1.15) = 0.16 ζ 0.90 Εφαρµόζοντας τη θεµελιώδη σχέση : (1-ζ) = -0.20(1-0.90) 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 2006 5

Προκύπτει : ζ= -0.020 Εποµένως στις στηρίξεις των δοκών παρατηρούνται µειώσεις ασφάλειας κυµαινόµενες από 0 έως στη χειρότερη περίπτωση το 2%, αναλόγως του ποσοστού οπλίσεως αυτών. Όσον αφορά την τοπική πλαστιµότητα καµπυλοτήτων για τη δυσµενέστερη ως προς το ποσοστό οπλίσεως στήριξη της υπό έλεγχον πλάκας, προσδιορίζονται για µία αντιπροσωπευτική δοκό διατοµής 25/60 µε µέσο ποσοστό οπλισµού για τις δύο περιπτώσεις ποιότητας σκυροδέµατος οι αντίστοιχες ανηγµένες καµπυλότητες διαρροής και αστοχίας : Σκυρόδεµα C20/25 Με βάση τα διαγράµµατα σ-ε των υλικών καθώς και τα διαγράµµατα προσδιορισµού των εσωτερικών δυνάµεων ορθογωνικής διατοµής : ε s1 = 500/1.15 x 2 x 10 5 = 2.17 As = 3 x 3.14 = 9.42 cm 2 As' = 0.5 x 9.42 = 4.71 cm2 F s1 = 9.42 x 10-4 x 434.8 x 10 3 = 410 KN ε c = 1.35 (µε δοκιµές) x = 1.35 x 0.55/(1.35 + 2.17) = 0.21 m F c = 0.5231 x 11.333 x 0.21 x 0.25 = 311 KN F s2 = 4.71 x 10-4 x 1.35 x 16 21 x 10-3 x 2 x 10 5 x 10 3 = 97 KN 55 1.35 2.174 16 21 5 F s1 F s2 + F c d/r = u y d = 2.17 + 1.35 = 3.52 x 10-3 ε c = 3.50, ε s1 = 15.0, ε s2 = 1.80 d/r = u u d = 15.00 + 3.50 = 18.50 x 10-3 είκτης πλαστιµότητας καµπυλοτήτων µ = 18.50 / 3.52 = 5.26 Σκυρόδεµα C16/20 2.174 ε c = 1.50 (µε δοκιµές) x = 1.50 x 0.55/(1.50 + 2.17) 0.225 m α = 1 12 x 1.50(6-1.5) 0.5625 F c = 0.5625 x 0.85 x 10.667 x 0.225 x 0.25 = 287 KN F s2 = 4.71 x 10-4 x 1.5 x 17.5 22.5 x 10-3 x 2 x 10 5 x 10 3 = 110 KN 55 1.50 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 2006 6

F s1 = F c + F s2 d/r = u y d = 2.17 + 1.50 = 3.67 x 10-3 ε c = 3.50 d/r = u u d = 13.00 + 3.50 = 16.50 x 10-3 είκτης πλαστιµότητας καµπυλοτήτων µ = 16.50 / 3.67 = 4.50 Ποσοστό µείωσης δείκτη τοπικής πλαστιµότητας σε στήριξη δοκού 100 5.26 4.50 5.26 = 14% Ως προς την ασφάλεια των δοκών σε τέµνουσα έναντι της κρισίµου οµάδας δράσεων µε σεισµό ισχύουν τα εξής : Η επιρροή της ποιότητας του σκυροδέµατος υπεισέρχεται άµεσα στην αντοχή V Rd2 η οποία, ωστόσο, δεν αποτελεί κατά κανόνα κρίσιµο έλεγχο για τις δοκούς των οικοδοµικών έργων. Ο όρος V cd ο οποίος επηρεάζεται δευτερευόντως από την ποιότητα του σκυροδέµατος επιβάλλεται, ως γνωστόν, να λαµβάνεται υπ όψιν στις δοκούς όχι ίσος προς V Rd1, αλλά ισχύει V cd = 0.30 x V Rd1 Εποµένως σε µια ισχυρά οπλισµένη δοκό 25/60 µε πύκνωση συνδετήρων 8/10 στα άκρα η µείωση της ασφαλείας προκύπτει ως ποσοστό όπου 0.30(260 220)x1.47x0.25x0.55 100 = 1% V Rd3 V Rd3 = 0.30 x 260 x 1.47 x 0.25 x 0.55 + 1.0 10 50 x 0.9 x 55 x = 16 + 215 = 231 KN 1.15 2.3 Έλεγχος κόµβων δοκών υποστυλωµάτων Οι µόνες διατάξεις "προστασίας" κόµβων που υπάρχουν στους δύο Kανονισµούς, ήτοι στον Κανονισµό Ωπλισµένου Σκυροδέµατος αφενός και τον Αντισεισµικό Κανονισµό αφετέρου είναι : (α) Η διάταξη της 18.3.5 του EΚΩΣ που αφορά τις αγκυρώσεις των οπλισµών των δοκών µέσα στους κόµβους και (β) Η επέκταση των κρισίµων περιοχών των υποστυλωµάτων µε αυξηµένες απαιτήσεις πλαστιµότητας και µέσα στους κόµβους σύµφωνα µε την 18.4.5. Οι Ελληνικοί Κανονισµοί δεν θεωρούν ιδιαιτέρως ευαίσθητες αυτές τις περιοχές έναντι της ποιότητας του σκυροδέµατος. 2.4 Έλεγχος κατακόρυφων στοιχείων Λόγω του συµµετρικού των οπλισµών τα στοιχεία αυτά δεν εµφανίζουν ιδιαίτερη ευαισθησία έναντι της ποιότητας του σκυροδέµατος. 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 2006 7

3 ΑΝΑΛΥΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ Με βάση την προηγηθείσα ανά δοµικό στοιχείο διερεύνηση προέκυψε ότι οι επιπτώσεις της µειωµένης αντοχής του σκυροδέµατος είναι, λαµβανοµένης υπόψιν και της ρήσεως του Αριστοτέλη σύµφωνα µε την οποία "ο λογικός άνθρωπος δεν επιδιώκει µεγαλύτερη ακρίβεια, από όση επιτρέπει λογικώς η φύση του φαινοµένου", είναι σχεδόν αµελητέες. Η περίπτωση εντοπισµού µειωµένης τοπικής πλαστιµότητας σε θέση στηρίξεως µιας δοκού, παρά το φαινοµενικώς υψηλό ποσοστό µειώσεως, δεν αποτελεί "αδύνατο" σηµείο για την αντισεισµικότητα της οικοδοµής, καθόσον αγνοήθηκαν : α) η επιβαλλόµενη από τον Κανονισµό περίσφιξη στην περιοχή που έγινε ο έλεγχος, β) η βελτιωµένη ποιότητα σκυροδέµατος στο κάτω πέλµα των δοκών και γ) το γεγονός ότι την ίδια τοπική πλαστιµότητα θα διέθετε µια δοκός από C20/25 µε αυξηµένο, όχι ακραίο, επιτρεπόµενο από τον Κανονισµό ποσοστό οπλισµού. Εξάλλου ένα συµπέρασµα προερχόµενο από την οµάδα δράσεων µε το σεισµό, εξαιτίας των πολλαπλασίων αβεβαιοτήτων που διέπουν τους αντισεισµικούς υπολογισµούς, δεν είναι "ισοτάλαντον" των αντιστοίχων προερχοµένων από τις καταστάσεις λειτουργικότητας και χωρίς το σεισµό αστοχίας. Βεβαίως, η διερεύνηση δεν έγινε µε πρόθεση να αποτελέσει "άλλοθι" στους αµελείς, αλλά µάλλον να βοηθήσει αυτούς που έχουν ευαίσθητη συνείδηση να αποκτήσουν µία ισορροπηµένη άποψη για το πρόβληµα. Ένα δεύτερο κίνητρο για τον συγγραφέα της παρούσας αποτέλεσε η, κατά τη γνώµη του, ανάγκη εκσυγχρονισµού της παραγράφου 13.7.4 του Άρθρου 13.7 του Κανονισµού Τεχνολογίας Σκυροδέµατος. Οπωσδήποτε απαιτούνται εκτεταµένες παραµετρικές διερευνήσεις επί του θέµατος, καθόσον η παρούσα περιορίστηκε στα όρια του δειγµατοληπτικού ελέγχου. 4 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Με βάση τα προβλεπόµενα στο Άρθρο 13.7 του Κανονισµού Τεχνολογίας Σκυροδέµατος περί επανελέγχων σε σκληρυµένο σκυρόδεµα, αντιµετωπίστηκε η περίπτωση διαστρώσεως σκυροδέµατος µειωµένης κατά µία κατηγορία ποιότητος ως προς τη Μελέτη. ιερευνήθηκαν οι επιπτώσεις στην ασφάλεια, τη λειτουργικότητα και την ανθεκτικότητα της οικοδοµής και προέκυψαν τα εξής συµπεράσµατα : α) εν προκύπτουν προβλήµατα λειτουργικότητας και ανθεκτικότητας. β) Οι κατά δοµικό στοιχείο µειωµένες αντοχές και πλαστιµότητες που προέκυψαν κρίνονται συγκριτικώς µε τις αβεβαιότητες του προβλήµατος αµελητέες. 5 ΑΝΑΦΟΡΕΣ Ελληνικός Κανονισµός Ωπλισµένου Σκυροδέµατος (ΕΚΩΣ 2000). Αριθ. 17α/116/4/ΦΝ 429. Φ.Ε.Κ. 1329 Β'/6-11-2000. Κανονισµός Τεχνολογίας Σκυροδέµατος - 97 (ΚΤΣ-97). Αριθ. 14/19164. Φ.Ε.Κ. 315Β'/17-04- 1997. Κουφόπουλος Π., 1989. Θέµατα Τεχνολογίας Σκυροδέµατος, ιαλέξεις, Αθήνα 1989. 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, 25-27 Οκτωβρίου, 2006 8